WO2022253575A1 - Method and device for producing fertiliser granules - Google Patents

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WO2022253575A1
WO2022253575A1 PCT/EP2022/063467 EP2022063467W WO2022253575A1 WO 2022253575 A1 WO2022253575 A1 WO 2022253575A1 EP 2022063467 W EP2022063467 W EP 2022063467W WO 2022253575 A1 WO2022253575 A1 WO 2022253575A1
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WO
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suspension
raffinate
container
producing
intermediate product
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/063467
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German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Jacob
Johannes Buchheim
Original Assignee
Glatt Ingenieurtechnik Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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Publication date
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Publication of WO2022253575A1 publication Critical patent/WO2022253575A1/en

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/10Solid or semi-solid fertilisers, e.g. powders
    • C05G5/12Granules or flakes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05BPHOSPHATIC FERTILISERS
    • C05B17/00Other phosphatic fertilisers, e.g. soft rock phosphates, bone meal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05BPHOSPHATIC FERTILISERS
    • C05B7/00Fertilisers based essentially on alkali or ammonium orthophosphates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F7/00Fertilisers from waste water, sewage sludge, sea slime, ooze or similar masses

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing fertilizer granules from a processed starting material formed as a combustion residue.
  • Agricultural use of the soil removes mineral raw materials such as phosphorus-containing compounds. These are to be fed back into the soil for further agricultural use in the form of artificial, mineral fertilizers, whereby the mineral raw materials are advantageously obtained from raw material sources that have only been used to a limited extent so far and from the point of view of sustainability.
  • the fertilizer granules produced all have in common that they must meet the requirements of the Fertilizer Ordinance (DüMV), in particular with regard to pollution, in particular heavy metal pollution.
  • DüMV Fertilizer Ordinance
  • European patent application EP 3037 396 A1 discloses a method for producing a phosphate-containing fertilizer from an ash or char of a sludge from wastewater treatment or waste fermentation by a) mixing the ash or char with a mineral acid and incubating the resulting suspension in a first vessel, b) separating wet solids from the suspension and replacing the separated solids by further ash or char, mixing the further ash or char with the mineral acid remaining in the first vessel and incubating the resulting suspension in the first vessel, c) converting these solids into a second vessel and mixing the solids with a pH-neutral, basic or buffered aqueous liquid, d) separating part of the liquid produced by the mixing from the second vessel, separating heavy metal ions contained therein and returning this liquid to the second vessel, e) absence removing wet solids from the liquid contained in the second vessel; and f) repeating steps b) through f).
  • the resulting mixture is then pelleted in the conditioning unit.
  • the German patent application DE 102016 116 633 A1 describes a process for the production of fertilizer granules, a suspension being produced from at least one phosphate-containing secondary raw material and at least one mineral acid, the sparingly soluble phosphates of the at least one phosphate-containing secondary raw material being at least partially dissolved in the suspension produced and /or be converted into a water- and/or neutral ammonium citrate-soluble phosphate phase and this suspension is then fed to a granulation, whereby the fertilizer granules are formed and the P2O5 content contained in the fertilizer granules is greater than 75% is soluble in neutral ammonium citrate and also consists of fertilizer granules with a spherical form factor of 0.85 or greater, with a granule size distribution in the range from 1 mm (d05) to 10 mm (d95) and a P205 content greater than 8%, the P205 Content greater than 75% neutral ammonium citrate soluble.
  • the international patent application WO 2019/149405 A1 shows a method for producing a granulate that improves the pedosphere, as well as the associated device and a granulate obtained via the method.
  • the process has the process steps a) the production of a raw material dispersion comprising at least one inorganic secondary phosphate and at least one reactant, the proportion of a liquid phase in the raw material dispersion being greater than 30%, with an incubation time between inorganic secondary phosphate and reactant between 1 up to 100 minutes, b) separating part of the liquid phase of the raw material dispersion, c) granulating and/or extruding the remaining raw material dispersion with a reduced liquid phase, d) either recycling the liquid phase separated in process step b) without at least part wise heavy metal separation in process step a) for the production of a raw material dispersion or at least partial separation of heavy metals from the liquid phase separated in process step b) and discharge of these
  • the object of the invention is therefore to provide an alternative method and an alternative device for the production of fertilizer granules, with a significantly larger part of the phosphates being made usable for the production of the fertilizer granules.
  • a first suspension is produced from the starting material and a solvent in a processing phase, as a result of which the pollutants bound in the starting material in the first suspension are at least partially dissolved out of the starting material by the solvent , in order to then at least partially separate the extract from the first suspension to obtain a raffinate, in order to heat an intermediate product based on the raffinate in the absence of air and without oxygen supply at a working pressure in a production phase that follows the preparation phase, so that under production of the fertilizer granules pyrolysis of the intermediate product takes place.
  • Various thermo-chemical conversion processes are referred to as pyrolysis, in which compounds are split at high temperatures and in the absence of oxygen.
  • the treatment phase when extracting the pollutants, which are formed in particular as heavy metals, by the solvent from the combustion At least the sparingly soluble phosphate bound in the starting material is not dissolved in the starting material formed in the residue and remains in it.
  • the phosphates remaining in the raffinate can thus be introduced into the fertilizer granules to a much greater extent in the production phase that follows the processing phase. Due to the large surface of the fertilizer granules produced in the form of coal, water and nutrients are bound quickly. This prevents putrefaction processes and is therefore beneficial to animal welfare. By adding fertilizer granules in the form of charcoal, valuable nutrients are immediately bound in the charcoal and can therefore no longer be washed out.
  • the intermediate product is heated to a temperature of 150°C to 1500°C, in particular to a temperature of between 400°C and 1200°C.
  • the high temperatures break the bonds within the molecules and the exclusion of oxygen prevents combustion, with the aim of producing solid secondary energy carriers.
  • the working pressure is also advantageously in the form of atmospheric air pressure plus or minus 100 mbar. Atmospheric air pressure is caused by the weight of the air envelope that surrounds the earth up to a height of about 500 km. In addition, the atmospheric air pressure is subject to weather-related fluctuations. At sea level, the average atmospheric pressure is 1013.25 mbar.
  • the extract that is at least partially separated from the first suspension in the preparation phase is regenerated in a regeneration step and recirculated to produce the first suspension.
  • the regeneration of the extract preferably takes place by means of ion selection and/or precipitation and/or extraction and/or a step comprising evaporation/distillation and/or electrochemical purification.
  • the precipitation is particularly preferably carried out as a sulfide precipitation using thiosulfate salts.
  • the sulphide precipitation by using thiosulphate salts has the advantage that the formation of sulfur gases, which can only be cleaned again with a great deal of equipment, is prevented.
  • the pollutants, in particular the heavy metals are separated by electrochemical purification, for example by means of a pair of platinum-graphite electrodes.
  • the processing phase is expediently repeated once or several times with a starting material formed as a raffinate. Such a processing cascade results in a more complete extraction of the pollutants, in particular the heavy metals, from the starting material, so that the concentration of pollutants in the raffinate decreases with each processing phase.
  • additives are added to the first suspension and/or the raffinate and/or the intermediate product.
  • phosphorus, sulfur and nitrogen are considered to be additives.
  • the additives are added in the amount required for the fertilizer granules to be produced and in any combination of additives during the process, but expediently during the production of the first suspension and/or during the production of the second suspension.
  • the additives are preferably added during the preparation of the second suspension as an intermediate product.
  • the first and/or the second suspension can be supplemented with phosphorus sources such as apatite, hydroxyapatite, monocalcium phosphate (MCP), diammonium phosphate (DAP), dicalcium phosphate (DCP), tricalcium phosphate (TCP) or monoammonium phosphate (MAP) or potassium dihydrogen phosphate in any amount or combination are supplied.
  • phosphorus sources such as apatite, hydroxyapatite, monocalcium phosphate (MCP), diammonium phosphate (DAP), dicalcium phosphate (DCP), tricalcium phosphate (TCP) or monoammonium phosphate (MAP) or potassium dihydrogen phosphate in any amount or combination are supplied.
  • MCP monocalcium phosphate
  • DAP diammonium phosphate
  • DCP dicalcium phosphate
  • TCP tricalcium phosphate
  • MAP monoammonium phosphate
  • potassium dihydrogen phosphate potassium dihydr
  • An enrichment with sulfur can expediently be carried out by digesting the raffinate with sulfuric acid in the second suspension, i. H. in the manufacturing phase.
  • Alkaline earth sulfates to the first and / or second suspension achieved an enrichment with elemental sulfur and / or an ammonium sulfate solution.
  • An enrichment of the fertilizer granules with nitrogen is achieved in that the raffinate in the production phase is mixed with nitric acid, preferably when preparing the second suspension.
  • urea and/or ammonium sulfate can be added to the first and/or second suspension to enrich it with nitrogen.
  • ammonium sulphate is that the nitrogen is present as NH4 + , which leads to better plant availability and/or plant nutrition.
  • the sulfur present in the ammonium sulphate is also better absorbed by the plants as sulphate.
  • NPK fertilizer granules For the production of NPK fertilizer granules, the addition of various of the aforementioned additives is necessary, expediently in particular nitric acid, urea, DCP and/or potassium salts such as potassium nitrate, potassium chloride or potassium dihydrogen phosphate.
  • nitric acid, urea, DCP and/or potassium salts such as potassium nitrate, potassium chloride or potassium dihydrogen phosphate.
  • a second suspension of raffinate and reactant is produced as an intermediate product in a preferred development of the process.
  • the sparingly soluble phosphates which are still contained in the raffinate after extraction, are separated from it and converted into phosphates that are more easily utilized by plants.
  • the reactant is advantageously an acid or an alkali, with the acid expediently being a mineral and/or organic acid or any mixture of these.
  • the three strong, inorganic acids hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid, but also phosphoric acid and carbonic acid are referred to as mineral acids.
  • Organic acids are organic chemical compounds that have at least one functional group that enters into an equilibrium reaction with water or other protonatable solvents, in particular for example carboxylic acids.
  • the organic acid is a short-chain carboxylic acid containing up to six carbon atoms, such as formic acid, acetic acid, citric acid, glycolic acid, diglycolic acid, and mixtures thereof.
  • the organic acid preferably has a carbon-to-oxygen ratio of 1:1 or 1:2.
  • the starting material is ground in a grinding step before and/or the first suspension is ground during the preparation phase.
  • the intermediate product based on the raffinate is ground in a grinding step before and/or during the production phase.
  • the grinding process that takes place before the granulation increases the process stability, in that the starting materials and/or the first suspension and/or the raffinate and/or the second suspension are comminuted by the grinding process.
  • the reaction participation of the starting materials and/or the first suspension and/or the intermediate product is also increased by increasing the surface area of the starting materials of the first suspension and/or the intermediate product, i. H.
  • reaction kinetics are increased, which accelerates the reaction between the corresponding reacti onspartnern, which in turn leads to more uniform conversion of the starting materials of the first suspension and/or that of the intermediate product and thus also to time savings.
  • risk of clogging at bottlenecks in the device, especially in nozzles of the granulation devices, on flaps and slides or the like is reduced.
  • any sedimentation that occurs as a result of the grinding process is minimized.
  • the starting material can also be crushed in a grinding unit during the processing phase or can be comminuted, e.g. in a recirculation device having a grinding unit for the first suspension.
  • the raffinate can also be ground during the production of the second suspension, expediently in a recirculation device having a grinding unit for the second suspension.
  • the reactant at the start of the reaction i. H., when the reactants are mixed to form the second suspension, has a temperature of 10 °C to 40 °C.
  • the organic acids do not decompose at these temperatures.
  • temperatures of the reactant of 10° C. to 40° C. less sparingly soluble high-temperature phases of the phosphate are formed during the reaction with the raffinate.
  • the reactant is advantageously initially introduced and the intermediate product based on the raffinate is added to it.
  • the first suspension has an extraction time of in particular up to 90 minutes and/or the second suspension has a reaction time of up to 90 minutes, preferably between 20 minutes and 60 minutes.
  • the extraction time is the period during which the solvent is in contact with the starting material in order to extract the pollutants, in particular heavy metals, from the starting material into the solvent.
  • the first suspension preferably has an extraction time of, in particular, up to 90 minutes. However, significantly longer extraction times of days and weeks may also be necessary. In appropriate cases, the first suspension is then intermediately stored in containers designed as buffer stores.
  • Response time is the period of time in which the raffinate is in contact with the reactant in order to break down the raffinate, also referred to as suspension residue, and in particular to convert the poorly soluble phosphates into phosphates that are easier for plants to utilize.
  • the temperature of the second suspension is between 20.degree. C. and 80.degree. C. during the reaction time. It was found that these temperatures are particularly advantageous for the production of the second suspension and the reaction between the raffinate and the reactant which takes place in the process, in order to extract the sparingly soluble phosphates from the raffinate.
  • the first suspension and/or the intermediate product is supplied with mechanical energy to break up agglomerates, in particular by means of ultrasound.
  • the supply of mechanical energy serves to improve homogenization of the first product and/or the intermediate product, in particular to break up agglomerates, and thus to support the breakdown of the raffinate in the production phase and thereby also to reduce the reaction time.
  • high-pressure homogenization devices, plate vibrators or sonotrodes or the like are used to introduce mechanical energy. The homogenization leads to a reduction in viscosity and thus an increase in flowability.
  • the second suspension has a solids content of 30% to 70%, in particular others from 40% to 65%. Surprisingly, it has been found that a solids content of 30% to 70% in the second suspension is optimal for the granulation that follows the production of the second suspension, particularly with regard to spray granulation or spray agglomeration, and therefore very uniform fertilizer granules with a narrow particle size distribution he can be generated.
  • the granulation of the second suspension is preferably carried out by means of spray granulation or spray agglomeration.
  • This is expediently carried out in particular in a fluidization apparatus designed as a high-temperature fluidized bed apparatus or high-temperature spouted bed apparatus.
  • this produces the fertilizer granules whose properties, such as particle size, moisture content, etc., can be set or are set in a targeted manner.
  • the intermediate product formed as the second suspension is granulated by means of spray granulation or spray agglomeration.
  • the process for producing fertilizer granules is a continuous process.
  • the advantages of continuous processes include consistent product quality, a production quantity of fertilizer granules that can be determined over the period of time, less manual handling of the fertilizer granules, improved work safety, fewer personnel requirements, less cleaning of the device and lower production costs for the fertilizer granules.
  • a discontinuous or semi-continuous process is also conceivable.
  • the object is achieved in a device of the type mentioned in that the device a processing unit with an extraction stage, which has a container for producing a first suspension from the starting material and a solvent, and with a separating device for at least partially separating the extract from the first suspension to obtain a raffinate and that the device further has a production unit which has a pyrolysis device for producing the fertilizer granules from an intermediate product based on the raffinate.
  • the device is advantageously suitable for carrying out the above-described, preferred method for producing fertilizer granules batchwise, semi-continuously or continuously and thus producing corresponding fertilizer granules which have very low levels of pollutants, preferably in the form of heavy metals .
  • the phosphates remain improved in the raffinate and can be completely converted into the fertilizer granules in the production phase that follows the treatment phase.
  • Various thermo-chemical conversion processes are referred to as pyrolysis, in which compounds are cleaved at high temperatures and in the absence of oxygen. Due to the large surface of the fertilizer granules produced in the form of coal, water and nutrients are quickly bound. This prevents putrefaction processes and is therefore beneficial to animal welfare. By adding fertilizer granules in the form of charcoal, valuable nutrients are immediately bound in the charcoal and can therefore no longer be washed out.
  • the coal takes on the task of a soil improvement substrate by binding nutrients and in particular it serves to fix CO.
  • the formation of humus is stimulated, etc. .
  • the production unit has a leaching device, the leaching device having a container for producing a second suspension from the raffinate and the reactant.
  • the leaching device By leaching the raffinate, the sparingly soluble phosphates, which are still contained in the raffinate after extraction, are separated from it and converted into phosphates that are easier for plants to use.
  • the container for preparing the first suspension and the container for preparing the second suspension are designed as separate containers.
  • This device is expediently very well suited for carrying out the continuous process for the production of fertilizer granules.
  • the container for producing the first suspension and the container for producing the second suspension are designed as one container.
  • Such a term design of the device for the production of fertilizer medium granules causes savings in investment costs and a lower space requirement.
  • the pyrolysis device is designed as a granulation device in the form of a fluidization device, in particular as a high-temperature fluidized-bed device or the high-temperature spouted-bed device.
  • a fluidization device in particular as a high-temperature fluidized-bed device or the high-temperature spouted-bed device.
  • This advantageously produces the fertilizer granules whose properties, such as grain size, moisture content, etc., are targeted adjustable.
  • the second suspension is in particular continuously granulated.
  • the high temperatures in the pyrolysis device break the bonds within the molecules and the exclusion of oxygen prevents combustion with the aim of producing solid secondary energy carriers.
  • the processing unit expediently has several containers for producing a suspension and one or more separating devices for at least partially separating the extract from the corresponding suspension, with the plurality of containers being assigned one separating device or each container being assigned a separate separating device.
  • extract and raffinate are separated from one another by the separating device, with the extract being at least partially separated off, so that the raffinate can be further processed with higher quality, namely with lower pollution.
  • the processing unit has one or more regeneration devices for the extract.
  • the treatment unit has one or more recirculation devices for the regenerated solvent. This reduces solvent consumption and makes the process significantly more efficient and cost-effective.
  • the extract is preferably regenerated by means of ion selection or precipitation or extraction or a step comprising evaporation/distillation or electrochemical treatment, for example by means of a pair of platinum-graphite electrodes.
  • the precipitation is particularly preferably carried out as a sulfide precipitation using thiosulfate salts.
  • the sulfide precipitation using thiosulfate salts has the advantage that the formation of sulfur gases, which can only be cleaned again with a very large amount of equipment, is prevented.
  • the production unit has a pH value control device.
  • This is preferably arranged in the production unit upstream of the granulator.
  • a pH value control device By controlling the pH value using a pH value control device, it is possible to set the pH value of the second suspension formed from raffinate and reactant precisely and, for example, to check it after the reaction but before the granulation. Adjusting the pH of the second suspension has an effect on the stickiness of the second suspension, which in turn is of very great importance for the atomization of the second suspension using the granulator, which is preferably designed as a fluidization apparatus. The more acidic the suspension, the stickier it is.
  • the pH value is preferably measured in the second suspension and the pH value is adjusted via the pH value control device.
  • the pH value control can also be designed as an additional, external control loop.
  • the leaching device in particular the container for producing the second suspension, is designed as a tubular reactor.
  • the design as a tubular reactor has the advantage that this design can be implemented easily and inexpensively.
  • the tubular reactor has the advantage that a higher conversion and higher selectivity can be achieved compared to a stirred tank reactor.
  • the tubular reactor thus combines the advantages of the batch reactor (discontinuous stirred tank reactor) and the continuous stirred tank reactor. The invention is explained in more detail with reference to the accompanying undersigned voltage and show in this
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the device for producing fertilizer granules
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the device for producing fertilizer granules
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the device for the production of fertilizer granules
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of the device for producing fertilizer granules
  • Figure 5 shows a fifth embodiment of the device for the production of fertilizer granules
  • FIG. 6 shows a sixth embodiment of the device for producing fertilizer granules. Unless otherwise specified, the following description relates to all of the embodiments illustrated in the drawing of a preferred device 1 and the corresponding method for producing fertilizer granules 2.
  • the method for producing fertilizer granules 2 is preferably designed as a continuous method .
  • the device 1 has a preparation unit 3 and a production unit 4 .
  • the processing unit 3 is described in more detail below:
  • the processing unit 3 has an extraction stage 11 having a container 5 for producing a first suspension 6 from a starting material 8 in the form of a combustion residue containing pollutants 7 and a solvent 9, as well as a separating device 10.
  • Combustion residues are referred to as starting material 8 containing pollutants 7, in particular from the mono- or co-incineration of sewage sludge and/or animal excretions and/or animal meal and/or animal remains and/or animal carcasses and/or liquid manure and/or fermentation residues and /or wood and/or bone meal both as a single substance or as a mixture thereof.
  • Liquid compounds are referred to as solvents 9, which can dissolve solid, liquid and gaseous substances without chemically changing them or themselves.
  • solvents 9 can dissolve solid, liquid and gaseous substances without chemically changing them or themselves.
  • the lattice energy of the connection is eliminated.
  • molecules or ions of a compound that are less firmly bound in terms of energy are released by the solvent 9, trapped in the form of a shell and stabilized.
  • the internal forces of the solvent molecules must be overcome.
  • the energy required is obtained from the attraction between the dissolved pollutants 7 and the solvent 9.
  • this process is called hydration, in other solvents 9 solvation.
  • solvents 9 which is characterized by its ability to form three-dimensional hydrogen bonds, many inorganic and organic liquids are used as solvents 9 .
  • the container 5 has a starting material inlet 12, a solvent inlet 13 and a container outlet 14. Furthermore, the container 5 can comprise a heat transfer device 15 which is suitable for supplying or removing heat from the container 5 containing the first suspension 6 and thus for controlling the temperature of the container 5 . Accordingly, the container 5 is expediently designed as a double-walled container 16 .
  • the pollutants 7, in particular the heavy metals are removed by the solvent 9 from the starting material 8 of the first suspension 6 dissolved out, whereby the pollutants 7 off in the starting material 8 and accumulate in the solvent 9.
  • Other pollutants 7 can also be extracted from the starting material 8 by the solvent 9 .
  • the enrichment of the solvent 9 takes place until the maximum loading of the solvent 9 is reached.
  • the first suspension 6 preferably has an extraction time of, in particular, up to 90 minutes. However, significantly longer extraction times of days and weeks can also be necessary, depending on the starting material 8 and solvent 9 used. In appropriate cases, the first suspension 6 is then temporarily stored in containers (not shown) designed as buffer storage.
  • the solvent 9 In order to achieve the fastest and most complete removal of the pollutants 7, in particular heavy metals, from the starting material 8, the solvent 9 must be provided with large exchange surfaces and short diffusion paths, ie the extraction kinetics are accelerated. This can be achieved by crushing the starting material 8 containing the pollutants 7 by means of a grinding device 17 assigned to the processing unit 3, whereby also increases process stability.
  • the optimized extraction kinetics lead to time savings and thus to a shorter extraction time.
  • the risk of clogging at bottlenecks in the device 1, in particular at valves, flaps and slides or the like, is reduced.
  • the grinding device 17 can be arranged in front of and/or on the container 5 for the production of the first suspension 6 .
  • the starting materials 8 for producing the first suspension 6 are comminuted in the grinding device 17 so that they have an average particle diameter of preferably less than or equal to 5 mth. If the grinding process--also referred to as the grinding step--is carried out before the production of the first suspension 6 before (upstream) the container 5, this takes place as dry grinding of the starting materials 8, as shown in FIG. In contrast to this, the starting materials 8 are wet-milled during the production of the first suspension 6 in the container 5 . Such wet grinding with subsequent return of the first suspension 6 to the container 5 is shown, for example, in FIG. 3 .
  • the grinding process takes place both before (upstream) in the container 5 and during the production of the first suspension 6 in the container 5, shown for example in FIG. 4.
  • the plant constructor has the opportunity to respond to the different starting materials and always optimally adapt the process to them and to respond to the specifications, such as the investment costs, of the operator.
  • Dry grinding has the advantage of high grinding efficiency with little space requirement and low specific energy consumption. In the Dry grinding is the desired final fineness of the starting materials 8 freely and precisely adjustable. With wet grinding, even coarse starting materials can be processed with a low specific energy consumption. In addition, the agitator bearing does not come into contact with the product.
  • a combination of dry and wet grinding enables post-grinding of the starting materials 8 and the first suspension 6.
  • the advantages here are a significantly reduced total energy consumption, an increase in throughput with the same product fineness or alternatively an increase in product fineness with the same throughput.
  • the combination of dry and wet grinding makes it possible to use continuously and discontinuously operating grinding devices 17, such as, for example, mills.
  • the starting material 8 and the solvent 9 are mixed well with one another.
  • a mixing device 18 is expediently arranged in the container 5, shown in Fig. 1, among other things.
  • the Separator 10 has an extract and a raffinate outlet and a separator outlet. Separators, filter devices such as, in particular, filter presses, centrifuges or the like are expediently used as the separating device 10 .
  • the container 5 and separator 10 are constructed as a structural unit.
  • the first suspension 6 is supplied with mechanical energy for breaking up agglomerates, in particular by means of ultrasound.
  • the supply of mechanical energy follows by means of homogenizing device 21 and is used for better homogenization of the first suspension 6, in particular the breaking up of agglomerates and thus also for reducing the extraction time, as well as reducing the viscosity and thus increasing the flowability.
  • the processing unit 3 has a homogenizing device 21 suitable for introducing mechanical energy, in particular in the form of a plate vibrator or a sonotrode, which is arranged on the container 5 .
  • the treatment unit 3 has a regeneration device 22 with an extract inlet and a regeneration device outlet, as shown in FIG. 3, for example.
  • the regeneration carried out in the regeneration device 22--also referred to as a regeneration step--of the extract 19 is usually carried out by evaporation/distillation and/or by electrochemical treatment of the extract using a pair of platinum-graphite electrodes.
  • the solvent 9 is evaporated and a concentrated extract solution 23 containing the pollutants 7 remains.
  • the solvent 9 is then condensed and can be reused.
  • the extract solution 23 can also be fed to further processing/treatment for heavy metal recovery.
  • the processing unit 3 has a recirculation device 24 for this purpose, as shown in FIG. 4, for example.
  • the recirculation device 24 is suitable for recirculating the solvent 9 regenerated from the extract 19 into the container 5 of an extraction stage 11 .
  • Such a recirculation reduces the solvent consumption originally required considerably, since the supply of the regenerated solvent 9 means that less fresh solvent 9 has to be supplied.
  • the processing unit 3 can also - as shown, for example, in Fig. 5 and 6, have any number of extraction stages 11 that form a processing cascade 25 the. 5 shows an embodiment with two extraction stages 11 and FIG. 6 shows an embodiment with three extraction stages 11.
  • a treatment cascade 25 can have any number of extraction stages 11, for example 2, 3, 4, . . . n. Each extraction stage 11 forms its own treatment phase.
  • each container 5 is assigned a separating device 10 for at least partially separating the extract 19 from the corresponding first suspension 6, a regeneration device 22 for regenerating the corresponding extract 19 and a recirculation device 24 for recirculating the regenerated solvent 9.
  • a separating device 10 for at least partially separating the extract 19 from the corresponding first suspension 6, a regeneration device 22 for regenerating the corresponding extract 19 and a recirculation device 24 for recirculating the regenerated solvent 9.
  • different solvents 9, namely solvents 9' and solvents 9'' are used in the different extraction stages 11.
  • the containers 5 for the production of a first suspension 6 are each assigned a separating device 10, the extracts 19 being regenerated via a collecting device in the shared regeneration device 22 and the regenerated solvent 9 via a shared recirculation device 24 is recirculated.
  • a common solvent 9 is used in the device of FIG.
  • the processing phase is repeated twice with a starting material 8 formed as a raffinate 20 .
  • the raffinate 20 is then supplied as an intermediate product 26 from the processing unit 3 to the production unit 4 .
  • the raffinate 20 in this case is the part of the first suspension 6 that remains after the partial separation of the extract 20 from the first suspension 6 as a so-called suspension residue.
  • Manufacturing unit 4 is described in more detail below:
  • the production unit 4 has a pyrolysis device 27.
  • This has a pyrolysis device inlet designed as an inlet and a pyrolysis device outlet designed as an outlet.
  • the pyrolysis device 27 is preferably designed as a rotary kiln, as a pyrolysis furnace or as a granulation device and is suitable for heating the intermediate product 26 based on the raffinate 20 in the absence of air and without oxygen supply at a working pressure, so that pyrolysis of the intermediate product 26 takes place while the fertilizer granules 2 are produced .
  • the intermediate product 26 based on the raffinate 20 can be adjusted/changed before it enters the pyrolysis device 27 by adding additional substances.
  • the pyrolysis device 26 is particularly preferably designed as a granulation device in the form of a fluidization apparatus, in particular as a high-temperature fluidized bed apparatus or high-temperature spouted bed apparatus, so that the intermediate product 26 designed as the second suspension 28 is granulated by means of spray granulation or spray agglomeration.
  • the pyrolysis device 27 is designed as a pyrolysis furnace, in FIGS. 2 and 4 as a high-temperature fluidized bed apparatus and in FIGS. 3 and 5 as a high-temperature spouted bed apparatus, with FIG. 6 showing a rotary kiln.
  • the method is preferably carried out in such a way that the second suspension 28 is continuously granulated.
  • the intermediate product 26 is expediently heated to a temperature of 150° C. to 1,500° C., in particular to a temperature between 400° C. and 1,200° C., during the pyrolysis taking place in the pyrolysis device 27 .
  • the working pressure during pyrolysis is atmospheric air pressure + 100 mbar.
  • the production unit 4 has a leaching device 29, which has a container 30 for the production of a second suspension 28 from raffinate 20 and a reactant 31, as shown in Fig. 2, among other things.
  • the container 30 has an intermediate product inlet 32 , also referred to as a raffinate inlet, a reactant inlet 33 and a tank outlet 34 .
  • the container 30 can comprise a heat transfer device 15 which is suitable for supplying or removing heat from the second suspension 28 and thus for controlling the temperature of the container 30 .
  • the container 30 is accordingly suitably designed as a jacketed container 16 .
  • a corresponding embodiment is shown in FIG. 2, for example.
  • the reactant 31 is placed in the container 30 and the raffinate 20 is added to it. More preferably, the reactant 31 has a temperature of 10° C. to 40° C. when it is added via the reactant feed 33 .
  • the second suspension 28 expediently has a solids content of 30% to 70%, in particular 40% to 65%.
  • the leaching device 29, in particular the container 30 for producing the second suspension 28, is preferably designed as a tubular reactor 35.
  • An embodiment of the leaching unit 29 as a tubular reactor 35 is shown in FIG. 4, for example.
  • the reactant 31 breaks down the raffinate 20 in the container 30 by reacting the raffinate 20 with the reactant 31 during a period referred to as the reaction time, so that the sparingly soluble phosphates are converted into phosphates that are easier for plants to utilize.
  • the reaction time between raffinate 20 and reactant 31, in particular the acid is expediently up to 90 minutes second suspension 28 in container 30 preferably has a temperature between 20° C. and 80° C. during the reaction time.
  • the heat transfer device 15 is ge suitable for adjusting the temperature of the second suspension 28 in the container 30 accordingly.
  • the container 5 for producing the first suspension 6 and the container 30 for producing the second suspension 28 can be designed as separate containers 5, 30, as shown by way of example in FIG. In contrast to this, it is also possible, as realized in an embodiment that is not shown, for the container 5 for producing the first suspension 6 and the container 30 for producing the second suspension 28 to be designed as one container 5, 30.
  • an acid or a base is referred to as the reactant 31, the acid expediently being a mineral and/or an organic acid or any mixture of these.
  • Short-chain carboxylic acids having up to six carbon atoms are preferably used as the organic acid, such as formic, acetic, citric, glycolic, diglycolic acid. More preferably, the organic acid has a carbon-to-oxygen ratio of 1:1 or 1:2.
  • the temperature of the reactant 31 at the Addition in the range of 10 °C to 40 °C reduces in particular the degeneration of the reactants 31.
  • Additives 36 can be supplied to the first suspension 6 and/or the second suspension 28, with additives 36 being in particular phosphorus, sulfur and nitrogen.
  • additives 36 being in particular phosphorus, sulfur and nitrogen.
  • water, dried sewage sludge or lignin sulfonate are also used as additive 36 .
  • the additives 36 are added in the quantity required for the fertilizer granules 2 to be produced and in any combination of the additives 36 via an additive feed 37. However, the additives 36 are preferably added during the production of the second suspension 28 in the container 30.
  • the first and/or the second suspension 6, 28 can use phosphorus sources such as apatite, hydroxyapatite, monocalcium phosphate (MCP), dicalcium phosphate (DCP), dicalcium phosphate (DCP), tricalcium phosphate (TCP) or monoammonium phosphate (MAP) or Potassium dihydrogen phosphate is added in any quantity or combination.
  • phosphorus sources such as apatite, hydroxyapatite, monocalcium phosphate (MCP), dicalcium phosphate (DCP), dicalcium phosphate (DCP), tricalcium phosphate (TCP) or monoammonium phosphate (MAP) or Potassium dihydrogen phosphate is added in any quantity or combination.
  • MCP monocalcium phosphate
  • DCP dicalcium phosphate
  • DCP dicalcium phosphate
  • TCP tricalcium phosphate
  • MAP monoammonium phosphate
  • Potassium dihydrogen phosphate is added
  • An enrichment with sulfur can expediently take place by digesting the intermediate formed as raffinate 20 with sulfuric acid as reactant 31 in the second suspension 28 , ie in the production phase carried out in the production unit 4 .
  • enrichment with sulfur in particular elemental sulfur, reached.
  • ammonium sulphate e.g. in solution, is also very well suited to increasing the sulfur content accordingly.
  • An enrichment of the fertilizer granules 2 with nitrogen is achieved in that the intermediate product 26 designed as a raffinate 20 is mixed with nitric acid as a reactant 31 in the production phase, preferably during the production of the second suspension 28.
  • the first and/or second suspension 6 , 28 for enrichment with nitrogen substance, urea and/or ammonium sulfate, expediently in solution, are added.
  • the nitrogen is present as NH4+, which leads to improved plant availability and/or an improved supply of nitrogen to the plants.
  • the addition of different of the aforementioned additives 36 is necessary, expediently in particular nitric acid, urea, DCP and/or potassium salts such as potassium nitrate, potassium chloride or potassium dihydrogen phosphate.
  • the reactant 31 must be offered large exchange surfaces with the intermediate product 26, so that the reaction kinetics are accelerated. This can be achieved by crushing the intermediate product 26, if necessary, using a grinder 38.
  • the improved reaction kinetics also lead to time savings and thus to a shorter reaction time.
  • the grinding device 38 can be arranged in front of (upstream) and/or on the container 30 for the production of the second suspension 28 .
  • the intermediate product 26 embodied as a raffinate 20 is comminuted in the grinding device 38 to produce the second suspension 28 so that it has an average particle diameter of preferably less than or equal to 5 mth, in particular between 50 nm and 3 mth.
  • the grinding process preferably takes place as wet grinding of the intermediate product 26 formed as a raffinate 20, as shown in FIG. 4, for example.
  • the advantages of wet grinding include low specific energy consumption and the processability of coarse raffinate.
  • the agitator bearing has no contact with the second suspension 28 .
  • the intermediate product 26 embodied as a raffinate 20 and reactant 31 in the container 30 are well mixed with one another.
  • a mixing device 39 is expediently arranged in the container 30, which is preferably designed as a blade or ribbon mixer, see in particular Fig. 2.
  • the container 30 of the production unit 4 has a homogenizing device 40 for introducing mechanical energy, in particular in the form of a plate vibrator or a sonotrode.
  • a homogenization device 40 arranged in the container 30 is shown, for example, in Fig.
  • buffer tanks are expediently designed to store the starting materials 8, the solvent 9, the intermediate product 26 and the reactant 31, but in particular the second suspension 28. In the event of partial failures, this stockpiling can help to continue operating the process continuously.
  • the production unit 4 can have a pH control device 41 at its disposal. This is preferably arranged in the production unit 4 upstream of the pyrolysis device 27, which is preferably designed as a granulation device.
  • the pH value of the second suspension 28 formed from the raffinate 20 and the reactant 31 can be adjusted by controlling the pH value by means of a pH value control device 41 , as shown for example in FIG. 3 . Adjusting the pH value of the second suspension 28 affects the stickiness of the second suspension 28, which in turn is very important for the atomization of the intermediate product 26 designed as the second suspension 28 by means of the pyrolysis device 27 designed as a granulation device. The more acidic the suspension, the stickier it is.
  • the pH value is preferably measured and the additional acid or base that adjusts the pH is metered into the container 30 that contains the second suspension 28 .
  • the pH value is set here via the pH value control device 41.
  • the pH value control can also be designed as an additional, external control circuit.
  • the device 1 for producing fertilizer granules 2 is preferably regulated and/or controlled with a control device 42 .
  • a control device 42 Appropriately, for this purpose, in all inlets and outlets of the respective facilities, such as containers 5, 30, separating device 10, regeneration device 22, recirculation device 24, pyrolysis device 27, etc.
  • Re gel valves 40 installed, which can be regulated and/or controlled by the control device 42.
  • the aforementioned individual devices of the device 1 can all be regulated and/or controlled.

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Abstract

The invention relates to a method and to a device (1) for producing fertiliser granules (2) from a processed starting material (8) formed as a combustion residue.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Düngemittelgra nulat Method and device for the production of fertilizer granulate
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Düngemittelgranulat aus einem aufbereiteten als Verbrennungsrückstand ausgebildeten Ausgangsstoff. The invention relates to a method and a device for producing fertilizer granules from a processed starting material formed as a combustion residue.
Die landwirtschaftliche Nutzung der Böden entzieht diesen mi- neralische Rohstoffe wie beispielsweise phosphorhaltige Ver bindungen. Diese sind den Böden für eine weitere landwirt schaftliche Nutzung durch künstliche, mineralische Düngemit tel erneut zuzuführen, wobei die mineralischen Rohstoffe vor teilhafterweise und unter Nachhaltigkeitsgesichtspunkten aus bisher nur bedingt genutzten Rohstoffquelle bezogen. Agricultural use of the soil removes mineral raw materials such as phosphorus-containing compounds. These are to be fed back into the soil for further agricultural use in the form of artificial, mineral fertilizers, whereby the mineral raw materials are advantageously obtained from raw material sources that have only been used to a limited extent so far and from the point of view of sustainability.
Den hergestellten Düngemittelgranulaten ist allen gemein, dass sie den Anforderungen an die Düngemittelverordnung (DüMV) genügen müssen, insbesondere auch hinsichtlich einer Schadstoffbelastung, insbesondere einer Schwermetallbelas- tung. The fertilizer granules produced all have in common that they must meet the requirements of the Fertilizer Ordinance (DüMV), in particular with regard to pollution, in particular heavy metal pollution.
Entsprechende Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Düngemitteln sind seit langem Stand der Technik und werden nachfolgend kurz zusammengefasst: Corresponding methods and devices for the production of fertilizers have long been state of the art and are briefly summarized below:
Die europäische Patentanmeldung EP 3037 396 Al offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines phosphathaltigen Düngemittels aus einer Asche oder einem Verkohlungsrückstand eines Schlamms aus einer Abwasserreinigung oder Abfallvergärung durch a) Vermischen der Asche oder des Verkohlungsrückstands mit einer mineralischen Säure und Inkubation der resultieren- den Suspension in einem ersten Gefäß, b) Absondern von feuch ten Feststoffen aus der Suspension und Ersetzen der abgeson derten Feststoffe durch weitere Asche oder weiteren Verkoh lungsrückstand, Vermischen der weiteren Asche oder des weite ren Verkohlungsrückstands mit der in dem ersten Gefäß ver- bleibenden mineralischen Säure und Inkubation der resultie renden Suspension in dem ersten Gefäß, c) Überführen dieser Feststoffe in ein zweites Gefäß und Vermischen der Feststoffe mit einer pH-neutralen, basischen oder gepufferten wässrigen Flüssigkeit, d) Absondern eines Teils der durch das Vermi- sehen entstandenen Flüssigkeit aus dem zweiten Gefäß, Abtren nen darin enthaltener Schwermetallionen und Rückführen dieser Flüssigkeit in das zweite Gefäß, e) Absondern von feuchten Feststoffen aus der im zweiten Gefäß enthaltenen Flüssigkeit und f) Wiederholen der Schritte b) bis f). Im Anschluss daran wird die entstandene Mischung in der Konditioniereinheit pil- liert. European patent application EP 3037 396 A1 discloses a method for producing a phosphate-containing fertilizer from an ash or char of a sludge from wastewater treatment or waste fermentation by a) mixing the ash or char with a mineral acid and incubating the resulting suspension in a first vessel, b) separating wet solids from the suspension and replacing the separated solids by further ash or char, mixing the further ash or char with the mineral acid remaining in the first vessel and incubating the resulting suspension in the first vessel, c) converting these solids into a second vessel and mixing the solids with a pH-neutral, basic or buffered aqueous liquid, d) separating part of the liquid produced by the mixing from the second vessel, separating heavy metal ions contained therein and returning this liquid to the second vessel, e) absence removing wet solids from the liquid contained in the second vessel; and f) repeating steps b) through f). The resulting mixture is then pelleted in the conditioning unit.
Die deutsche Patentanmeldung DE 102016 116 633 Al beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Düngemittelgranulat, wobei eine Suspension mindestens aus einem phosphathaltigen Sekun- därrohstoff und mindestens einer Mineralsäure erzeugt wird, in der erzeugten Suspension die schwerlöslichen Phosphate des mindestens einen phosphathaltigen Sekundärrohstoffes zumin dest teilweise gelöst und/oder in eine wasser- und/oder neut- ral-ammoniumcitratlösliche Phosphatphase umgewandelt werden und diese Suspension anschließend einer Granulation zugeführt wird, wobei sich das Düngemittelgranulat bildet und wobei der enthaltene P205-Gehalt im Düngemittelgranulat größer 75 % neutral-ammoniumcitratlöslich ist und außerdem von einem Dün gemittelgranulat mit einem sphärischen Formfaktor von größer gleich 0,85, mit einer Granulatgrößenverteilung im Bereich von 1 mm (d05) bis 10mm (d95) und einem P205-Anteil größer 8 %, wobei der P205-Gehalt größer 75 % neutral-ammoniumcitrat- löslich ist. The German patent application DE 102016 116 633 A1 describes a process for the production of fertilizer granules, a suspension being produced from at least one phosphate-containing secondary raw material and at least one mineral acid, the sparingly soluble phosphates of the at least one phosphate-containing secondary raw material being at least partially dissolved in the suspension produced and /or be converted into a water- and/or neutral ammonium citrate-soluble phosphate phase and this suspension is then fed to a granulation, whereby the fertilizer granules are formed and the P2O5 content contained in the fertilizer granules is greater than 75% is soluble in neutral ammonium citrate and also consists of fertilizer granules with a spherical form factor of 0.85 or greater, with a granule size distribution in the range from 1 mm (d05) to 10 mm (d95) and a P205 content greater than 8%, the P205 Content greater than 75% neutral ammonium citrate soluble.
In der internationalen Patentanmeldung WO 2019/149405 Al wird ein Verfahren zur Herstellung eines pedosphärenverbessernden Granulats sowie die dazugehörige Vorrichtung und ein über das Verfahren gewonnenes Granulat gezeigt. Hierbei verfügt das Verfahren über die Verfahrensschritte a) der Erzeugung einer Rohstoffdispersion umfassend mindestens ein anorganisches Se kundärphosphat und mindestens ein Reaktionsmittel, wobei der Anteil an einer flüssigen Phase in der Rohstoffdispersion größer 30 % ist, bei einer Inkubationszeit zwischen anorgani schem Sekundärphosphat und Reaktionsmittel zwischen 1 bis 100 Minuten, b) der Abtrennung eines Teils der flüssigen Phase der Rohstoffdispersion, c) der Granulierung und/oder Extru sion der verbleibenden Rohstoffdispersion mit reduzierter flüssiger Phase, d) entweder der Rückführung der im Prozess schritt b) abgetrennten flüssigen Phase ohne zumindest teil weise Schwermetallabtrennung in den Prozessschritt a) zur Herstellung einer Rohstoffdispersion oder zumindest teilwei ses Absondern von Schwermetallen aus der im Prozessschritt b) abgetrennten flüssigen Phase sowie Ausschleusung dieserThe international patent application WO 2019/149405 A1 shows a method for producing a granulate that improves the pedosphere, as well as the associated device and a granulate obtained via the method. The process has the process steps a) the production of a raw material dispersion comprising at least one inorganic secondary phosphate and at least one reactant, the proportion of a liquid phase in the raw material dispersion being greater than 30%, with an incubation time between inorganic secondary phosphate and reactant between 1 up to 100 minutes, b) separating part of the liquid phase of the raw material dispersion, c) granulating and/or extruding the remaining raw material dispersion with a reduced liquid phase, d) either recycling the liquid phase separated in process step b) without at least part wise heavy metal separation in process step a) for the production of a raw material dispersion or at least partial separation of heavy metals from the liquid phase separated in process step b) and discharge of these
Schwermetalle aus dem Prozess mit anschließender Rückführung der schwermetallarmen abgetrennten flüssige Phase zur Her stellung einer Rohstoffdispersion analog Prozessschritt a) und/oder in den Prozessschritt c) und e) Wiederholen der Pro- zessschritte a) bis d). Nachteilig an den im Stand der Technik beschriebenen Verfah ren ist, dass durch die Reaktion zwischen den als Verbren nungsrückständen ausgebildeten Ausgangsstoffen und dem Reak tionsmittel neben den als Schwermetallen ausgebildeten Schad- stoffen auch ein wesentlicher Teil an Phosphaten aus den Aus gangsstoffen herausgelöst wird und somit nur noch bedingt zur Herstellung des Düngemittelgranulats nutzbar ist. Heavy metals from the process with subsequent recycling of the separated liquid phase low in heavy metals to produce a raw material dispersion analogous to process step a) and/or in process step c) and e) repeating process steps a) to d). The disadvantage of the methods described in the prior art is that the reaction between the starting materials in the form of combustion residues and the reactant, in addition to the pollutants in the form of heavy metals, also releases a significant proportion of phosphates from the starting materials and thus only can still be used to a limited extent for the production of fertilizer granules.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein alternatives Verfahren und eine alternative Vorrichtung zur Herstellung von Dünge- mittelgranulaten bereitzustellen, wobei ein wesentlich größe rer Teil der Phosphate zur Herstellung des Düngemittelgranu lates nutzbar gemacht wird. The object of the invention is therefore to provide an alternative method and an alternative device for the production of fertilizer granules, with a significantly larger part of the phosphates being made usable for the production of the fertilizer granules.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in einer Aufbereitungsphase eine erste Suspension aus dem Ausgangsstoff und einem Lösungsmit tel hergestellt wird, wodurch in der ersten Suspension im Ausgangsstoff gebundene Schadstoffe durch das Lösungsmittel zumindest teilweise aus dem Ausgangsstoff herausgelöst wer den, um dann zur Gewinnung eines Raffinats das Extrakt zumin- dest teilweise von der ersten Suspension abzutrennen, um in einer sich an die Aufbereitungsphase anschließenden Herstel lungsphase ein auf dem Raffinat basierendes Zwischenprodukt unter Luftabschluss und ohne Sauerstoffzufuhr bei einem Ar beitsdruck zu erhitzen, sodass unter Erzeugung des Düngemit- telgranulates eine Pyrolyse des Zwischenprodukts stattfindet. Hierbei werden als Pyrolyse verschiedene thermo-chemische Um wandlungsprozesse bezeichnet, in denen Verbindungen bei hohen Temperaturen und in Abwesenheit von Sauerstoff gespalten wer den. Vorteilhafterweise wird in der Aufbereitungsphase beim Extrahieren der insbesondere als Schwermetall ausgebildeten Schadstoffe durch das Lösungsmittel aus dem als Verbrennungs- rückstand ausgebildeten Ausgangsstoff zumindest das im Aus gangsstoff schwerlöslich gebundene Phosphat nicht gelöst und verbleibt in diesem. Die im Raffinat verbleibenden Phosphate können somit in der sich an die Aufbereitungsphase anschlie- Senden Herstellungsphase in wesentlich größerem Umfang in das Düngemittelgranulat eingebracht werden. Durch die große Ober fläche des erzeugten Düngemittelgranulats in Form von Kohle werden Wasser sowie Nährstoffe schnell gebunden. Das verhin dert Fäulnisprozesse und ist somit förderlich für das Tier- wohl. Durch Zugabe von Düngemittelgranulat in Form von Kohle werden wertvolle Nährstoffe sofort in der Kohle gebunden und können daher nicht mehr ausgewaschen werden. This object is achieved in a method of the type mentioned at the outset in that a first suspension is produced from the starting material and a solvent in a processing phase, as a result of which the pollutants bound in the starting material in the first suspension are at least partially dissolved out of the starting material by the solvent , in order to then at least partially separate the extract from the first suspension to obtain a raffinate, in order to heat an intermediate product based on the raffinate in the absence of air and without oxygen supply at a working pressure in a production phase that follows the preparation phase, so that under production of the fertilizer granules pyrolysis of the intermediate product takes place. Various thermo-chemical conversion processes are referred to as pyrolysis, in which compounds are split at high temperatures and in the absence of oxygen. Advantageously, in the treatment phase, when extracting the pollutants, which are formed in particular as heavy metals, by the solvent from the combustion At least the sparingly soluble phosphate bound in the starting material is not dissolved in the starting material formed in the residue and remains in it. The phosphates remaining in the raffinate can thus be introduced into the fertilizer granules to a much greater extent in the production phase that follows the processing phase. Due to the large surface of the fertilizer granules produced in the form of coal, water and nutrients are bound quickly. This prevents putrefaction processes and is therefore beneficial to animal welfare. By adding fertilizer granules in the form of charcoal, valuable nutrients are immediately bound in the charcoal and can therefore no longer be washed out.
Während der Pyrolyse wird das Zwischenprodukt auf eine Tempe ratur von 150 °C bis 1.500 °C erhitzt, insbesondere auf eine Temperatur zwischen 400 °C und 1.200 °C. Durch die hohen Tem peraturen werden die Bindungen innerhalb der Moleküle gespal ten und durch den Sauerstoffausschluss wird eine Verbrennung verhindert, mit dem Ziel einer Herstellung von festen sekun dären Energieträgern. Weiter vorteilhaft ist der Arbeitsdruck als atmosphärischer Luftdruck plus minus 100 mbar ausgebildet. Der atmosphärische Luftdruck entsteht durch das Gewicht der Lufthülle, die die Erde bis zu einer Höhe von ca. 500 km umgibt. Darüber hinaus unterliegt der atmosphärische Luftdruck wetterbedingten Schwankungen. In Meereshöhe beträgt der atmosphärische Luft druck im Mittel 1013,25 mbar. Durch eine Variation im Ar beitsdruck besteht die Möglichkeit die Parameter der Pyrolyse zu beeinflussen und somit die Pyrolyse ggf. bei niedrigeren Temperaturen durchzuführen. Nach einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung des Ver fahrens wird in einem Regenerationsschritt das in der Aufbe reitungsphase zumindest teilweise von der ersten Suspension abgetrennte Extrakt regeneriert und zur Herstellung der ers- ten Suspension rezirkuliert. Hierdurch wird der Lösungsmit telverbrauch deutlich gesenkt, wodurch das Verfahren zur Her stellung von Düngemittelgranulaten effizienter und kostenspa render wird. Bevorzugt erfolgt die Regeneration des Extrakts mittels Ionenselektion und/oder Fällung und/oder Extraktion und/oder einem Schritt umfassend eine Verdampfung/Destilla tion und/oder elektrochemischer Aufreinigung. Besonders be vorzugt erfolgt die Fällung als Sulfidfällung unter Verwen dung von Thiosulfat-Salzen. Die Sulfidfällung durch Verwen dung von Thiosulfat-Salzen weist den Vorteil auf, dass das Entstehen von nur durch einen sehr großen Apparateaufwand wieder abreinigbaren Schwefelgasen verhindert wird. Weiter bevorzugt erfolgt die Abscheidung der Schadstoffe, insbeson dere der Schwermetalle, durch elektrochemische Aufreinigung, bspw. mittels eines Platin-Grafit-Elektrodenpaars. Zweckmäßigerweise wird die Aufbereitungsphase mit einem als Raffinat ausbildeten Ausgangsstoff einmal oder mehrmals wie derholt . Durch eine solche Aufbereitungskaskade erfolgt eine vollständigere Extraktion der Schadstoffe, insbesondere der Schwermetalle, aus dem Ausgangsstoff, sodass die die Schad- stoffkonzentration im Raffinat mit jeder Aufbereitungsphase sinkt. Bevorzugt werden in unterschiedlichen Aufbereitungs phasen unterschiedliche Lösungsmittel eingesetzt. Durch die unterschiedlichen Lösungsmittel ist es möglich die verschie denen im Ausgangsstoff gebundenen Schadstoffe unterschiedlich gut zu extrahieren, da die gebundenen Schadstoffe ihren Ei genschaften entsprechend durch unterschiedliche Lösungsmittel unterschiedlich gut aus dem Ausgangsstoff herausgelöst und im Lösungsmittel adsorbiert werden. Entsprechend einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden der ersten Suspension und/oder dem Raf finat und/oder dem Zwischenprodukt Additive zugeführt. Als Additive gelten insbesondere Phosphor, Schwefel und Stick- Stoff. Die Zugabe der Additive erfolgt in der für das herzu stellende Düngemittelgranulat erforderlichen Menge und in be liebiger Kombination der Additive während des Verfahrens, zweckmäßigerweise jedoch während der Herstellung der ersten Suspension und/oder während der Herstellung der zweiten Sus- pension. Bevorzugt erfolgt die Zugabe der Additive jedoch während der Herstellung der zweiten Suspension als Zwischen produkt . During the pyrolysis, the intermediate product is heated to a temperature of 150°C to 1500°C, in particular to a temperature of between 400°C and 1200°C. The high temperatures break the bonds within the molecules and the exclusion of oxygen prevents combustion, with the aim of producing solid secondary energy carriers. The working pressure is also advantageously in the form of atmospheric air pressure plus or minus 100 mbar. Atmospheric air pressure is caused by the weight of the air envelope that surrounds the earth up to a height of about 500 km. In addition, the atmospheric air pressure is subject to weather-related fluctuations. At sea level, the average atmospheric pressure is 1013.25 mbar. By varying the working pressure, there is the possibility of influencing the parameters of the pyrolysis and thus carrying out the pyrolysis at lower temperatures if necessary. According to an embodiment of the method that is advantageous in this respect, the extract that is at least partially separated from the first suspension in the preparation phase is regenerated in a regeneration step and recirculated to produce the first suspension. This significantly reduces solvent consumption, making the process for manufacturing fertilizer granules more efficient and cost-effective. The regeneration of the extract preferably takes place by means of ion selection and/or precipitation and/or extraction and/or a step comprising evaporation/distillation and/or electrochemical purification. The precipitation is particularly preferably carried out as a sulfide precipitation using thiosulfate salts. The sulphide precipitation by using thiosulphate salts has the advantage that the formation of sulfur gases, which can only be cleaned again with a great deal of equipment, is prevented. More preferably, the pollutants, in particular the heavy metals, are separated by electrochemical purification, for example by means of a pair of platinum-graphite electrodes. The processing phase is expediently repeated once or several times with a starting material formed as a raffinate. Such a processing cascade results in a more complete extraction of the pollutants, in particular the heavy metals, from the starting material, so that the concentration of pollutants in the raffinate decreases with each processing phase. Different solvents are preferably used in different processing phases. Due to the different solvents, it is possible to extract the various pollutants which are bound in the starting material to different extents, since the bound pollutants are dissolved out of the starting material with different degrees of goodness by different solvents and adsorbed in the solvent according to their own properties. According to an additional advantageous embodiment of the process, additives are added to the first suspension and/or the raffinate and/or the intermediate product. In particular, phosphorus, sulfur and nitrogen are considered to be additives. The additives are added in the amount required for the fertilizer granules to be produced and in any combination of additives during the process, but expediently during the production of the first suspension and/or during the production of the second suspension. However, the additives are preferably added during the preparation of the second suspension as an intermediate product.
Zur Anreicherung mit Phosphor können der ersten und/oder der zweiten Suspension Phosphorquellen wie beispielsweise Apatit, Hydroxylapatit , Monocalciumphosphat (MCP), Diammoniumphosphat (DAP), Dicalciumphosphat (DCP), Tricalciumphospaht (TCP) oder Monoammoniumphoshat (MAP) oder Kaliumdihydrogenphosphat in beliebiger Menge oder Kombination zugeführt werden. Auch durch einen Aufschluss des auch als Suspensionsrückstand be- zeichneten Raffinats in der zweiten Suspension mit Phosphor säure kann eine Anreicherung mit Phosphor erzielt werden. To enrich it with phosphorus, the first and/or the second suspension can be supplemented with phosphorus sources such as apatite, hydroxyapatite, monocalcium phosphate (MCP), diammonium phosphate (DAP), dicalcium phosphate (DCP), tricalcium phosphate (TCP) or monoammonium phosphate (MAP) or potassium dihydrogen phosphate in any amount or combination are supplied. An enrichment with phosphorus can also be achieved by digesting the raffinate, also referred to as suspension residue, in the second suspension with phosphoric acid.
Eine Anreicherung mit Schwefel kann zweckmäßigerweise durch den Aufschluss des Raffinats mit Schwefelsäure in der zweiten Suspension erfolgen, d. h. in der Herstellungsphase. Darüber hinaus wird auch durch die Zugabe von bspw. Alkali- oderAn enrichment with sulfur can expediently be carried out by digesting the raffinate with sulfuric acid in the second suspension, i. H. in the manufacturing phase. In addition, the addition of, for example, alkali or
Erdalkalisulfaten zu der ersten und/oder zweiten Suspension eine Anreichung mit elementarem Schwefel und/oder einer Ammo niumsulfatlösung erreicht. Alkaline earth sulfates to the first and / or second suspension achieved an enrichment with elemental sulfur and / or an ammonium sulfate solution.
Eine Anreicherung des Düngemittelgranulates mit Stickstoff wird dadurch erreicht, dass das Raffinat in der Herstellungs- phase mit Salpetersäure versetzt wird, bevorzugt bei der Her stellung der zweiten Suspension. Außerdem kann der ersten und/oder zweiten Suspension zur Anreicherung mit Stickstoff Harnstoff und/oder Ammoniumsulfat zugegeben werden. Der Vor- teil von Ammoniumsulfat liegt darin, dass der Stickstoff als NH4+ vorliegt, was zu einer besseren Pflanzenverfügbarkeit und/oder Versorgung der Pflanzen führt. Auch der im Ammoni umsulfat vorliegende Schwefel wird als Sulfat verbessert durch die Pflanzen aufgenommen. Für die Herstellung eines NPK-Düngemittelgranulats ist die Zugabe von unterschiedlichen der vorgenannten Additive not wendig, zweckmäßigerweise insbesondere von Salpetersäure, Harnstoff, DCP und/oder Kaliumsalzen, wie Kaliumnitrat, Kali umchlorid oder Kaliumdihydrogenphosphat. In der Herstellungsphase vor der Pyrolyse wird in einer be vorzugten Weiterbildung des Verfahrens eine zweite Suspension aus Raffinat und Reaktionsmittel als Zwischenprodukt herge stellt. Durch die Laugung des Raffinats werden die schwerlös lichen Phosphate, die nach der Extraktion noch im Raffinat enthalten sind, aus diesem herausgelöst und in besser pflan zenverwertbare Phosphate umgewandelt. An enrichment of the fertilizer granules with nitrogen is achieved in that the raffinate in the production phase is mixed with nitric acid, preferably when preparing the second suspension. In addition, urea and/or ammonium sulfate can be added to the first and/or second suspension to enrich it with nitrogen. The advantage of ammonium sulphate is that the nitrogen is present as NH4 + , which leads to better plant availability and/or plant nutrition. The sulfur present in the ammonium sulphate is also better absorbed by the plants as sulphate. For the production of NPK fertilizer granules, the addition of various of the aforementioned additives is necessary, expediently in particular nitric acid, urea, DCP and/or potassium salts such as potassium nitrate, potassium chloride or potassium dihydrogen phosphate. In the production phase before the pyrolysis, a second suspension of raffinate and reactant is produced as an intermediate product in a preferred development of the process. By leaching the raffinate, the sparingly soluble phosphates, which are still contained in the raffinate after extraction, are separated from it and converted into phosphates that are more easily utilized by plants.
Das Reaktionsmittel ist vorteilhafterweise eine Säure oder eine Lauge ist, wobei zweckmäßigerweise die Säure eine mine ralische und/oder organische Säure oder eine beliebige Mi- schung aus diesen ist. Als Mineralsäuren werden die drei starken, anorganischen Säuren Salzsäure, Schwefelsäure und Salpetersäure, aber auch die Phosphorsäure und die Kohlen säure bezeichnet. Organische Säuren sind organische chemische Verbindungen, die über mindestens eine funktionelle Gruppe verfügen, die mit Wasser oder anderen protonierbaren Lösungs mitteln eine Gleichgewichtsreaktion eingeht, insbesondere beispielsweise Carbonsäuren. Diesbezüglich ist die organische Säure eine kurzkettige Carbonsäure mit einer Anzahl von bis zu sechs Kohlenstoffatomen, beispielsweise Ameisensäure, Es sigsäure, Zitronensäure, Glykolsäure, Diglykolsäure sowie Mi- schungen daraus. Darüber hinaus weist die organische Säure bevorzugt ein Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnis von 1:1 oder 1:2 auf. The reactant is advantageously an acid or an alkali, with the acid expediently being a mineral and/or organic acid or any mixture of these. The three strong, inorganic acids hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid, but also phosphoric acid and carbonic acid are referred to as mineral acids. Organic acids are organic chemical compounds that have at least one functional group that enters into an equilibrium reaction with water or other protonatable solvents, in particular for example carboxylic acids. In this regard, the organic acid is a short-chain carboxylic acid containing up to six carbon atoms, such as formic acid, acetic acid, citric acid, glycolic acid, diglycolic acid, and mixtures thereof. In addition, the organic acid preferably has a carbon-to-oxygen ratio of 1:1 or 1:2.
Gemäß einer zusätzlichen vorteilhaften Weiterbildung wird der Ausgangsstoff vor und/oder die erste Suspension während der Aufbereitungsphase in einem Mahlschritt gemahlen. Weiter be vorzugt wird das auf dem Raffinat basierende Zwischenprodukt vor und/oder während der Herstellungsphase in einem Mahl- schritt gemahlen. Durch den vor der Granulation erfolgenden Mahlvorgang wird die Prozessstabilität gesteigert, indem durch den Mahlvorgang die Ausgangsstoffe und/oder die erste Suspension und/oder das Raffinat und/oder die zweite Suspen sion zerkleinert werden. Hierdurch wird die Reaktionsteil nahme der Ausgangsstoffe und/oder der ersten Suspension und/oder des Zwischenprodukts auch durch die Vergrößerung der Oberfläche der Ausgangsstoffe der ersten Suspension und/oder des Zwischenprodukts erhöht, d. h. die Reaktionskinetik wird erhöht, was die Reaktion zwischen den entsprechenden Reakti onspartnern beschleunigt, was wiederum zu einer gleichmäßige ren Umsetzung der Ausgangsstoffe der ersten Suspension und/0- der des Zwischenprodukts und somit auch zu einer Zeiterspar nis führt. Gleichzeitig wird zudem die Verstopfungsgefahr an Engstellen in der Vorrichtung, insbesondere in Düsen der Gra nulationseinrichtungen, an Klappen und Schiebern oder der gleichen, reduziert. Zudem wird eine auftretende Sedimenta- tion durch den Mahlvorgang minimiert. According to an additional advantageous development, the starting material is ground in a grinding step before and/or the first suspension is ground during the preparation phase. More preferably, the intermediate product based on the raffinate is ground in a grinding step before and/or during the production phase. The grinding process that takes place before the granulation increases the process stability, in that the starting materials and/or the first suspension and/or the raffinate and/or the second suspension are comminuted by the grinding process. As a result, the reaction participation of the starting materials and/or the first suspension and/or the intermediate product is also increased by increasing the surface area of the starting materials of the first suspension and/or the intermediate product, i. H. the reaction kinetics are increased, which accelerates the reaction between the corresponding reacti onspartnern, which in turn leads to more uniform conversion of the starting materials of the first suspension and/or that of the intermediate product and thus also to time savings. At the same time, the risk of clogging at bottlenecks in the device, especially in nozzles of the granulation devices, on flaps and slides or the like, is reduced. In addition, any sedimentation that occurs as a result of the grinding process is minimized.
Weiter vorteilhaft ist, dass der Ausgangsstoff auch in einer Mahleinheit während der Aufbereitungsphase zerkleinerbar ist oder zerkleinert werden kann, bspw. in einer eine Mahleinheit aufweisenden Rezirkulationseinrichtung für die erste Suspen sion. Auch das Raffinat kann während der Herstellung der zweiten Suspension gemahlen werden, zweckmäßigerweise in ei- ner eine Mahleinheit aufweisenden Rezirkulationseinrichtung für die zweite Suspension. It is also advantageous that the starting material can also be crushed in a grinding unit during the processing phase or can be comminuted, e.g. in a recirculation device having a grinding unit for the first suspension. The raffinate can also be ground during the production of the second suspension, expediently in a recirculation device having a grinding unit for the second suspension.
Überdies vorteilhaft ist es, wenn das Reaktionsmittel zum Be ginn der Reaktion, d. h., wenn die Reaktionspartner zur zwei ten Suspension vermischt werden, eine Temperatur von 10 °C bis 40 °C aufweist. Zweckmäßigerweise zersetzen sich bei die sen Temperaturen die organischen Säuren nicht. Darüber hinaus bilden sich bei Temperaturen des Reaktionsmittels von 10 °C bis 40 °C bei der Reaktion mit dem Raffinat weniger schwer lösliche Hochtemperaturphasen des Phosphats aus. Ferner wird vorteilhafterweise das Reaktionsmittel vorgelegt und diesem das auf dem Raffinat basierende Zwischenprodukt zugegeben. It is also advantageous if the reactant at the start of the reaction, i. H., when the reactants are mixed to form the second suspension, has a temperature of 10 °C to 40 °C. Expediently, the organic acids do not decompose at these temperatures. In addition, at temperatures of the reactant of 10° C. to 40° C., less sparingly soluble high-temperature phases of the phosphate are formed during the reaction with the raffinate. Furthermore, the reactant is advantageously initially introduced and the intermediate product based on the raffinate is added to it.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weist die erste Suspension eine Extraktionszeit von insbesondere bis zu 90 min und/oder die zweite Suspension eine Reaktionszeit von bis zu 90 min aufweist, bevorzugt zwischen 20 min und 60 min, auf. Mit Extraktionszeit wird der Zeitraum bezeichnet, in dem das Lösungsmittel mit dem Ausgangsstoff in Kontakt steht, um die insbesondere als Schwermetalle ausgebildeten Schadstoffe aus dem Ausgangsstoff in das Lösungsmittel herauszulösen. Die erste Suspension weist bevorzugt eine Extraktionszeit von insbesondere bis zu 90 min auf. Allerdings können auch deut lich längere Extraktionszeiten von Tagen und Wochen notwendig sein. In entsprechenden Fällen wird die erste Suspension dann in als Pufferspeichern ausgebildeten Behältern zwischengela gert. Mit Reaktionszeit wird der Zeitraum bezeichnet, in der das Raffinat mit dem Reaktionsmittel in Kontakt steht, um ei nen Aufschluss des auch als Suspensionsrückstand bezeichneten Raffinats zu erreichen und insbesondere die schwerlöslichen Phosphate in besser pflanzenverwertbare Phosphate umzuwan- dein. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass die vorgenannten Extraktions- und Reaktionszeiten, bevorzugt in einer beliebigen Kombination, dazu beiträgt, besser pflanzen verwertbare Düngemittelgranulate herzustellen. According to a preferred embodiment of the method, the first suspension has an extraction time of in particular up to 90 minutes and/or the second suspension has a reaction time of up to 90 minutes, preferably between 20 minutes and 60 minutes. The extraction time is the period during which the solvent is in contact with the starting material in order to extract the pollutants, in particular heavy metals, from the starting material into the solvent. The first suspension preferably has an extraction time of, in particular, up to 90 minutes. However, significantly longer extraction times of days and weeks may also be necessary. In appropriate cases, the first suspension is then intermediately stored in containers designed as buffer stores. Response time is the period of time in which the raffinate is in contact with the reactant in order to break down the raffinate, also referred to as suspension residue, and in particular to convert the poorly soluble phosphates into phosphates that are easier for plants to utilize. Surprisingly, it has been found that the aforementioned extraction and reaction times, preferably in any combination, contribute to the production of fertilizer granules that are easier for plants to utilize.
Entsprechend einer Fortbildung herrscht während der Reakti- onszeit eine Temperatur der zweiten Suspension zwischen 20 °C und 80 °C vor. Es wurde herausgefunden, dass diese Temperatu ren für die Herstellung der zweiten Suspension und die dabei ablaufende Reaktion zwischen Raffinat und Reaktionsmittel be sonders vorteilhaft sind, um die schwerlöslichen Phosphate aus dem Raffinat zu extrahieren. According to a further development, the temperature of the second suspension is between 20.degree. C. and 80.degree. C. during the reaction time. It was found that these temperatures are particularly advantageous for the production of the second suspension and the reaction between the raffinate and the reactant which takes place in the process, in order to extract the sparingly soluble phosphates from the raffinate.
Zweckmäßigerweise wird der ersten Suspension und/oder dem Zwischenprodukt mechanische Energie zum Aufbruch von Agglome- raten zugeführt wird, insbesondere mittels Ultraschall. Die Zufuhr der mechanischen Energie dient einer besseren Homoge- nisierung der ersten und/oder dem Zwischenprodukt, insbeson dere dem Aufbrechen von Agglomeraten, und somit zur Unter stützung des Aufschlusses des Raffinats in der Herstellungs phase und dadurch auch zur Reduktion der Reaktionszeit. Zweckmäßigerweise werden zum Einbringen von mechanischer Energie Hochdruckhomogenisierungsapparate, Plattenschwinger oder Sonotroden oder dergleichen eingesetzt. Die Homogenisie rung führt zu einer Senkung der Viskosität und damit einer Erhöhung der Fließfähigkeit. Expediently, the first suspension and/or the intermediate product is supplied with mechanical energy to break up agglomerates, in particular by means of ultrasound. The supply of mechanical energy serves to improve homogenization of the first product and/or the intermediate product, in particular to break up agglomerates, and thus to support the breakdown of the raffinate in the production phase and thereby also to reduce the reaction time. Expediently, high-pressure homogenization devices, plate vibrators or sonotrodes or the like are used to introduce mechanical energy. The homogenization leads to a reduction in viscosity and thus an increase in flowability.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die zweite Suspen- sion einen Feststoffanteil von 30 % bis 70 % auf, insbeson- dere von 40 % bis 65 %. Überraschenderweise hat sich heraus gestellt, dass ein Feststoffanteil von 30 % bis 70 % in der zweiten Suspension für die sich an die Herstellung der zwei ten Suspension anschließende Granulation optimal ist, insbe- sondere im Hinblick auf eine Sprühgranulation oder eine Sprühagglomeration, und dadurch bedingt sehr gleichmäßige Düngemittelgranulate mit einer engen Korngrößenverteilung er zeugbar sind. In a preferred embodiment, the second suspension has a solids content of 30% to 70%, in particular others from 40% to 65%. Surprisingly, it has been found that a solids content of 30% to 70% in the second suspension is optimal for the granulation that follows the production of the second suspension, particularly with regard to spray granulation or spray agglomeration, and therefore very uniform fertilizer granules with a narrow particle size distribution he can be generated.
Die Granulation der zweiten Suspension wird bevorzugt mittels Sprühgranulation oder Sprühagglomeration durchgeführt. Diese erfolgt zweckmäßigerweise insbesondere in einem als Hochtem peratur-Wirbelschicht- oder Hochtemperatur-Strahlschichtappa rat ausgebildeten Fluidisierungsapparat. Vorteilhafterweise werden hierdurch die Düngemittelgranulate hergestellt, deren Eigenschaften, wie Korngröße, Feuchtegehalt usw., gezielt einstellbar sind oder eingestellt werden. In einer diesbezüg lich vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird das als zweite Suspension ausgebildete Zwischenprodukt mittels Sprüh granulation oder Sprühagglomeration granuliert. Vorteilhafterweise ist das Verfahren zur Herstellung von Dün gemittelgranulat ein kontinuierliches Verfahren. Die Vorteile von kontinuierlichen Verfahren sind u. a. eine gleichblei bende Produktqualität, eine über Laufzeit bestimmbar Produk tionsmenge an Düngemittelgranulat, ein weniger an manueller Handhabung der Düngemittelgranulate, verbesserte Arbeitssi cherheit, weniger Personalbedarf, geringerer Reinigungsauf wand der Vorrichtung und geringere Produktionskosten der Dün gemittelgranulate. Allerdings sind auch ein diskontinuierli ches oder ein halbkontinuierliches Verfahren denkbar. Darüber hinaus wird die Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine Aufbereitungseinheit mit einer Extraktionsstufe auf weist, die über einen Behälter zur Herstellung einer ersten Suspension aus dem Ausgangsstoff und einem Lösungsmittel ver fügt, und mit einer Trenneinrichtung zur zumindest teilweisen Abtrennung des Extrakts aus der ersten Suspension zur Gewin nung eines Raffinats und, dass die Vorrichtung ferner über eine Herstellungseinheit verfügt, die eine Pyrolyseeinrich tung zur Erzeugung des Düngemittelgranulates aus einem auf dem Raffinat basierenden Zwischenprodukt aufweist. Die Vor- richtung ist vorteilhafterweise geeignet das vorab beschrie bene, bevorzugte Verfahren zur Herstellung von Düngemittel granulaten diskontinuierlich, halbkontinuierlich oder konti nuierlich durchzuführen und so jeweils entsprechende Dünge mittelgranulate herzustellen, die eine sehr geringe Schad- stoffbelastung, bevorzugt in Form von Schwermetallen, aufwei sen. Überraschenderweise verbleiben durch die in der Aufbe reitungseinheit durchgeführte Aufbereitungsphase die Phos phate verbessert im Raffinat und können in der sich an die Aufbereitungsphase anschließende Herstellungsphase komplett in das Düngemittelgranulat umgesetzt werden. Hierbei werden als Pyrolyse verschiedene thermo-chemische Umwandlungspro zesse bezeichnet, in denen Verbindungen bei hohen Temperatu ren und in Abwesenheit von Sauerstoff gespalten werden. Durch die große Oberfläche des erzeugten Düngemittelgranulats in Form von Kohle werden Wasser sowie Nährstoffe schnell gebun den. Das verhindert Fäulnisprozesse und ist somit förderlich für das Tierwohl. Durch Zugabe von Düngemittelgranulat in Form von Kohle werden wertvolle Nährstoffe sofort in der Kohle gebunden und können daher nicht mehr ausgewaschen wer- den. The granulation of the second suspension is preferably carried out by means of spray granulation or spray agglomeration. This is expediently carried out in particular in a fluidization apparatus designed as a high-temperature fluidized bed apparatus or high-temperature spouted bed apparatus. Advantageously, this produces the fertilizer granules whose properties, such as particle size, moisture content, etc., can be set or are set in a targeted manner. In an embodiment of the process that is advantageous in this regard, the intermediate product formed as the second suspension is granulated by means of spray granulation or spray agglomeration. Advantageously, the process for producing fertilizer granules is a continuous process. The advantages of continuous processes include consistent product quality, a production quantity of fertilizer granules that can be determined over the period of time, less manual handling of the fertilizer granules, improved work safety, fewer personnel requirements, less cleaning of the device and lower production costs for the fertilizer granules. However, a discontinuous or semi-continuous process is also conceivable. In addition, the object is achieved in a device of the type mentioned in that the device a processing unit with an extraction stage, which has a container for producing a first suspension from the starting material and a solvent, and with a separating device for at least partially separating the extract from the first suspension to obtain a raffinate and that the device further has a production unit which has a pyrolysis device for producing the fertilizer granules from an intermediate product based on the raffinate. The device is advantageously suitable for carrying out the above-described, preferred method for producing fertilizer granules batchwise, semi-continuously or continuously and thus producing corresponding fertilizer granules which have very low levels of pollutants, preferably in the form of heavy metals . Surprisingly, as a result of the treatment phase carried out in the treatment unit, the phosphates remain improved in the raffinate and can be completely converted into the fertilizer granules in the production phase that follows the treatment phase. Various thermo-chemical conversion processes are referred to as pyrolysis, in which compounds are cleaved at high temperatures and in the absence of oxygen. Due to the large surface of the fertilizer granules produced in the form of coal, water and nutrients are quickly bound. This prevents putrefaction processes and is therefore beneficial to animal welfare. By adding fertilizer granules in the form of charcoal, valuable nutrients are immediately bound in the charcoal and can therefore no longer be washed out.
Eventuell im Raffinat enthaltene Schadstoffe, wie Dioxine, werden durch die Pyrolyse ebenfalls zu Kohle umgesetzt. Die Kohle übernimmt die Aufgabe eines Bodenverbesserungssubstrats durch Bindung von Nährstoffen und im Besonderen dient sie zur CO -Fixierung. Überdies wird die Bildung von Humus angeregt usw. . Any pollutants contained in the raffinate, such as dioxins, are also converted to coal by the pyrolysis. The coal takes on the task of a soil improvement substrate by binding nutrients and in particular it serves to fix CO. In addition, the formation of humus is stimulated, etc. .
In einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung weist die Herstellungseinheit eine Laugungseinrichtung auf, wobei die Laugungseinrichtung über einen Behälter zur Herstellung einer zweiten Suspension aus dem Raffinat und dem Reaktionsmittel verfügt. Durch die Laugung des Raffinats werden die schwer löslichen Phosphate, die nach der Extraktion noch im Raffinat enthalten sind, aus diesem herausgelöst und in besser pflan zenverwertbare Phosphate umgewandelt. In a preferred development of the device, the production unit has a leaching device, the leaching device having a container for producing a second suspension from the raffinate and the reactant. By leaching the raffinate, the sparingly soluble phosphates, which are still contained in the raffinate after extraction, are separated from it and converted into phosphates that are easier for plants to use.
Diesbezüglich sind der Behälter zur Herstellung der ersten Suspension und der Behälter zur Herstellung der zweiten Sus pension als separate Behälter ausgebildet. Zweckmäßigerweise ist diese Vorrichtung sehr gut zur Durchführung des kontinu ierlichen Verfahrens zur Herstellung von Düngemittelgranulat geeignet . In this regard, the container for preparing the first suspension and the container for preparing the second suspension are designed as separate containers. This device is expediently very well suited for carrying out the continuous process for the production of fertilizer granules.
Alternativ sind diesbezüglich der Behälter zur Herstellung der ersten Suspension und der Behälter zur Herstellung der zweiten Suspension als ein Behälter ausgebildet. Eine derar tige Ausgestaltung der Vorrichtung zur Herstellung von Dünge mittelgranulat bewirkt die Einsparung an Investitionskosten sowie einen geringeren Platzbedarf. Alternatively, in this regard, the container for producing the first suspension and the container for producing the second suspension are designed as one container. Such a term design of the device for the production of fertilizer medium granules causes savings in investment costs and a lower space requirement.
Entsprechend einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Pyrolyseeinrichtung als Granulations einrichtung in Form eines Fluidisierungsapparates ausgebil det, insbesondere als Hochtemperatur-Wirbelschichtapparat o- der Hochtemperatur-Strahlschichtapparat. Vorteilhafterweise werden hierdurch die Düngemittelgranulate hergestellt, deren Eigenschaften, wie Korngröße, Feuchtegehalt usw., gezielt einstellbar. Hierbei wird die zweite Suspension insbesondere kontinuierlich granuliert. Durch die hohen Temperaturen in der Pyrolyseeinrichtung werden die Bindungen innerhalb der Moleküle gespalten und durch den Sauerstoffausschluss wird eine Verbrennung verhindert, mit dem Ziel einer Herstellung von festen sekundären Energieträgern. According to an additional advantageous embodiment of the device, the pyrolysis device is designed as a granulation device in the form of a fluidization device, in particular as a high-temperature fluidized-bed device or the high-temperature spouted-bed device. This advantageously produces the fertilizer granules whose properties, such as grain size, moisture content, etc., are targeted adjustable. Here, the second suspension is in particular continuously granulated. The high temperatures in the pyrolysis device break the bonds within the molecules and the exclusion of oxygen prevents combustion with the aim of producing solid secondary energy carriers.
Zweckmäßigerweise weist die Aufbereitungseinheit mehrere Be hälter zur Herstellung einer Suspension und eine oder mehrere Trenneinrichtungen zur zumindest teilweisen Abtrennung des Extrakts aus der entsprechenden Suspension aufweist, wobei den mehreren Behältern die eine Trenneinrichtung oder jedem Behälter eine separate Trenneinrichtung zugeordnet ist. Vor teilhafterweise werden durch die Trenneinrichtung Extrakt und Raffinat voneinander getrennt, wobei das Extrakt zumindest teilweise abgetrennt wird, sodass das Raffinat mit höherer Qualität, nämlich mit niedrigerer Schadstoffbelastung, wei terverarbeitet werden kann. The processing unit expediently has several containers for producing a suspension and one or more separating devices for at least partially separating the extract from the corresponding suspension, with the plurality of containers being assigned one separating device or each container being assigned a separate separating device. Advantageously, extract and raffinate are separated from one another by the separating device, with the extract being at least partially separated off, so that the raffinate can be further processed with higher quality, namely with lower pollution.
Nach einer weiteren bevorzugten Fortbildung der Vorrichtung verfügt die Aufbereitungseinheit über eine oder mehrere Rege- nerationseinrichtungen für das Extrakt. Dies ist vorteilhaft, da so das Extrakt regenerierbar und damit wiederverwendbar wird. Diesbezüglich weist die Aufbereitungseinheit eine oder mehrere Rezirkulationseinrichtungen für das regenerierte Lö sungsmittel auf. Hierdurch wird der Lösungsmittelverbrauch gesenkt und das Verfahren deutlich effizienter und kostenspa render. Bevorzugt erfolgt die Regeneration des Extrakts mit tels Ionenselektion oder Fällung oder Extraktion oder einem Schritt umfassend eine Verdampfung/Destillation oder einer elektrochemischen Aufbereitung, bspw. mittels eines Platin- Grafit-Elektrodenpaars. Besonders bevorzugt erfolgt die Fäl lung als Sulfidfällung durch Verwendung von Thiosulfat-Sal- zen. Die Sulfidfällung durch Verwendung von Thiosulfat-Salzen weist den Vorteil auf, dass das Entstehen von nur durch einen sehr großen Apparateaufwand wieder abreinigbaren Schwefelga sen verhindert wird. According to a further preferred development of the device, the processing unit has one or more regeneration devices for the extract. This is advantageous because the extract can be regenerated and thus reused. In this regard, the treatment unit has one or more recirculation devices for the regenerated solvent. This reduces solvent consumption and makes the process significantly more efficient and cost-effective. The extract is preferably regenerated by means of ion selection or precipitation or extraction or a step comprising evaporation/distillation or electrochemical treatment, for example by means of a pair of platinum-graphite electrodes. The precipitation is particularly preferably carried out as a sulfide precipitation using thiosulfate salts. The sulfide precipitation using thiosulfate salts has the advantage that the formation of sulfur gases, which can only be cleaned again with a very large amount of equipment, is prevented.
Überdies verfügt die Herstellungseinheit in einer entspre- chenden Weiterbildung über eine pH-Wert-Regeleinrichtung. Be vorzugt ist diese in der Herstellungseinheit stromauf des Granulators angeordnet. Durch eine pH-Wert Regelung mittels pH-Wert-Regeleinrichtung besteht die Möglichkeit den pH-Wert der sich aus Raffinat und Reaktionsmittel bildenden zweiten Suspension präzise einzustellen und bspw. nach der Reaktion aber vor der Granulation zu prüfen. Die Einstellung des pH- Werts der zweiten Suspension wirkt sich auf die Klebrigkeit der zweiten Suspension aus, die wiederum für das Verdüsen der zweiten Suspension mittels des bevorzugten als Fluidisie- rungsapparat ausgebildeten Granulators von sehr großer Bedeu tung ist. Je saurer die Suspension, desto klebriger ist diese. Bevorzugt erfolgt die pH-Wert Messung in der zweiten Suspension und die Einstellung des pH-Wertes über die pH- Wert-Regeleinrichtung. Die pH-Wert Regelung kann auch als zu- sätzlicher, externer Regelkreis ausgebildet sein. In addition, in a corresponding further development, the production unit has a pH value control device. This is preferably arranged in the production unit upstream of the granulator. By controlling the pH value using a pH value control device, it is possible to set the pH value of the second suspension formed from raffinate and reactant precisely and, for example, to check it after the reaction but before the granulation. Adjusting the pH of the second suspension has an effect on the stickiness of the second suspension, which in turn is of very great importance for the atomization of the second suspension using the granulator, which is preferably designed as a fluidization apparatus. The more acidic the suspension, the stickier it is. The pH value is preferably measured in the second suspension and the pH value is adjusted via the pH value control device. The pH value control can also be designed as an additional, external control loop.
Gemäß einer zusätzlichen bevorzugten Ausgestaltung der Vor richtung ist die Laugungseinrichtung, insbesondere der Behäl ter zur Herstellung der zweiten Suspension, als Rohrreaktor ausgebildet . Die Ausbildung als Rohrreaktor weist die Vor- teile auf, dass diese Bauform einfach und kostengünstig rea lisierbar ist. Darüber hinaus weist der Rohrreaktor den Vor teil auf, dass gegenüber einem Rührkesselreaktor ein höherer Umsatz und eine höhere Selektivität erzielbar ist. Der Rohr reaktor verbindet somit die Vorteile des Batch-Reaktors (dis- kontinuierlicher Rührkesselreaktors) und des kontinuierlichen Rührkesselreaktors . Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich nung näher erläutert und in dieser zeigen According to an additional preferred embodiment of the device, the leaching device, in particular the container for producing the second suspension, is designed as a tubular reactor. The design as a tubular reactor has the advantage that this design can be implemented easily and inexpensively. In addition, the tubular reactor has the advantage that a higher conversion and higher selectivity can be achieved compared to a stirred tank reactor. The tubular reactor thus combines the advantages of the batch reactor (discontinuous stirred tank reactor) and the continuous stirred tank reactor. The invention is explained in more detail with reference to the accompanying undersigned voltage and show in this
Figur 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zur Her stellung von Düngemittelgranulat, Figur 2 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung von Düngemittelgranulat, 1 shows a first embodiment of the device for producing fertilizer granules, FIG. 2 shows a second embodiment of the device for producing fertilizer granules,
Figur 3 eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung von Düngemittelgranulat, FIG. 3 shows a third embodiment of the device for the production of fertilizer granules,
Figur 4 eine vierte Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung von Düngemittelgranulat, FIG. 4 shows a fourth embodiment of the device for producing fertilizer granules,
Figur 5 eine fünfte Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung von Düngemittelgranulat und Figure 5 shows a fifth embodiment of the device for the production of fertilizer granules and
Figur 6 eine sechste Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung von Düngemittelgranulat. Sofern keine anderslautenden Angaben gemacht werden, bezieht sich die nachfolgende Beschreibung auf sämtliche in der Zeichnung illustrierten Ausführungsformen einer bevorzugten Vorrichtung 1 und dem entsprechenden Verfahren zur Herstel lung von Düngemittelgranulat 2. Das Verfahren zur Herstellung von Düngemittelgranulat 2 ein ist hierbei bevorzugt als kon tinuierliches Verfahren ausgebildet. FIG. 6 shows a sixth embodiment of the device for producing fertilizer granules. Unless otherwise specified, the following description relates to all of the embodiments illustrated in the drawing of a preferred device 1 and the corresponding method for producing fertilizer granules 2. The method for producing fertilizer granules 2 is preferably designed as a continuous method .
Die Vorrichtung 1 weist eine Aufbereitungseinheit 3 und eine Herstellungseinheit 4 auf. Nachfolgend wird zuerst die Aufbe reitungseinheit 3 näher beschrieben: Die Aufbereitungseinheit 3 verfügt über eine einen Behälter 5 zur Herstellung einer ersten Suspension 6 aus einem als Ver brennungsrückstand ausgebildeten, Schadstoffe 7 enthaltenden Ausgangsstoff 8 und einem Lösungsmittel 9 sowie eine Trenneinrichtung 10 aufweisende Extraktionsstufe 11. The device 1 has a preparation unit 3 and a production unit 4 . The processing unit 3 is described in more detail below: The processing unit 3 has an extraction stage 11 having a container 5 for producing a first suspension 6 from a starting material 8 in the form of a combustion residue containing pollutants 7 and a solvent 9, as well as a separating device 10.
Als Schadstoffe 7 enthaltender Ausgangsstoff 8 werden Ver brennungsrückstände bezeichnet, insbesondere aus der Mono- o- der Mitverbrennung von Klärschlamm und/oder Tierausscheidun gen und/oder Tiermehl und/oder Tierresten und/oder Tierkör- pern und/oder Gülle und/oder Gärresten und/oder Holz und/oder Knochenmehl sowohl als Einzelstoff oder als Gemisch daraus. Combustion residues are referred to as starting material 8 containing pollutants 7, in particular from the mono- or co-incineration of sewage sludge and/or animal excretions and/or animal meal and/or animal remains and/or animal carcasses and/or liquid manure and/or fermentation residues and /or wood and/or bone meal both as a single substance or as a mixture thereof.
Als Lösungsmittel 9 werden flüssige Verbindungen bezeichnet, die feste, flüssige und gasförmige Substanzen lösen können, ohne diese oder sich selbst chemisch zu verändern. Bei einem Lösevorgang wird die Gitterenergie der Verbindung aufgehoben. Dabei werden energetisch weniger fest gebundene Moleküle oder Ionen einer Verbindung durch das Lösungsmittel 9 herausgelöst, in Form einer Hülle abgefangen und stabilisiert. Ebenso müssen die inneren Kräfte der Lösungsmittelmoleküle überwunden wer- den. Die benötigte Energie wird aus der Anziehung zwischen den gelösten Schadstoffen 7 und dem Lösungsmittel 9 erhalten. Im Fall von Wasser bezeichnet man diesen Vorgang als Hydratisie rung, bei anderen Lösungsmitteln 9 von Solvatisierung. Neben Wasser, das sich durch seine Fähigkeit zur dreidimensionalen Ausbildung von Wasserstoffbrücken auszeichnet, werden viele anorganische und organische Flüssigkeiten als Lösungsmittel 9 eingesetzt. Sie gehören zu den nichtwässrigen Systemen und werden nach ihrer Fähigkeit zur Abgabe von Protonen oder an deren Ionen und ihrer Polarität in die Kategorien protisch, aprotisch unpolar und aprotisch polar unterteilt. Darüber hin aus wird mit Lösungsmittel 9 auch beliebige Mischungen aus unterschiedlichen Lösungsmitteln 9 bezeichnet. Der Behälter 5 weist einen Ausgangsstoffzulauf 12, einen Lö sungsmittelzulauf 13 und einen Behälterablauf 14 auf. Des Wei teren kann der Behälter 5 eine Wärmeübertragungseinrichtung 15 umfassen, die geeignet ist dem die erste Suspension 6 aufwei- senden Behälter 5 Wärme zu- oder abzuführen und so den Behälter 5 zu temperieren. Der Behälter 5 ist dementsprechend zweckmä ßigerweise als Doppelmantelbehälter 16 ausgebildet. In dem Be hälter 5 werden nach der Zugabe des den Schadstoff 7 enthal tenden Ausgangsstoffes 8 und des Lösungsmittels 9, während eines als Extraktionszeit bezeichneten Zeitraums, durch das Lösungsmittel 9 die Schadstoffe 7, insbesondere die Schwerme talle, aus dem Ausgangsstoff 8 der ersten Suspension 6 heraus gelöst, wodurch sich die Schadstoffe 7 in dem Ausgangsstoff 8 ab- und im Lösungsmittel 9 anreichern. Weitere Schadstoffe 7 sind durch das Lösungsmittel 9 ebenfalls vom Ausgangsstoff 8 extrahierbar. Die Anreicherung des Lösungsmittels 9 erfolgt, bis die maximale Beladung des Lösungsmittels 9 erreicht ist. Die erste Suspension 6 weist bevorzugt eine Extraktionszeit von insbesondere bis zu 90 min auf. Allerdings können auch deutlich längere Extraktionszeiten von Tagen und Wochen not wendig sein, abhängig von eingesetzten Ausgangsstoff 8 und Lösungsmittel 9. In entsprechenden Fällen wird die erste Sus pension 6 dann in nicht gezeigten als Pufferspeichern ausge bildeten Behältern zwischengelagert. Um ein möglichst schnelles und vollständiges Herauslösen der insbesondere als Schwermetalle ausgebildeten Schadstoffe 7 aus dem Ausgangsstoff 8 zu erreichen, müssen dem Lösungsmittel 9 große Austauschflächen und kurze Diffusionswege geboten wer den, d. h. die Kinetik der Extraktion wird beschleunigt. Das kann durch das Zerkleinern des die Schadstoffe 7 enthaltenden Ausgangsstoffes 8 mittels einer der Aufbereitungseinheit 3 zu geordneten Mahleinrichtung 17 erreicht werden, wodurch sich auch die Prozessstabilität steigert. Die optimierte Extrakti onskinetik führt zu einer Zeitersparnis und somit zu einer kürzeren Extraktionszeit. Gleichzeitig wird zudem die Verstop fungsgefahr an Engstellen in der Vorrichtung 1, insbesondere an Ventilen, an Klappen und Schiebern oder dergleichen, redu ziert. Liquid compounds are referred to as solvents 9, which can dissolve solid, liquid and gaseous substances without chemically changing them or themselves. During a release process, the lattice energy of the connection is eliminated. In the process, molecules or ions of a compound that are less firmly bound in terms of energy are released by the solvent 9, trapped in the form of a shell and stabilized. Likewise, the internal forces of the solvent molecules must be overcome. The energy required is obtained from the attraction between the dissolved pollutants 7 and the solvent 9. In the case of water this process is called hydration, in other solvents 9 solvation. In addition to water, which is characterized by its ability to form three-dimensional hydrogen bonds, many inorganic and organic liquids are used as solvents 9 . They belong to the non-aqueous systems and are divided into the categories protic, aprotic non-polar and aprotic polar according to their ability to release protons or other ions and their polarity. In addition, any mixture of different solvents 9 is also referred to as solvent 9 . The container 5 has a starting material inlet 12, a solvent inlet 13 and a container outlet 14. Furthermore, the container 5 can comprise a heat transfer device 15 which is suitable for supplying or removing heat from the container 5 containing the first suspension 6 and thus for controlling the temperature of the container 5 . Accordingly, the container 5 is expediently designed as a double-walled container 16 . In the container 5, after the addition of the starting material 8 containing the pollutant 7 and the solvent 9, during a period referred to as the extraction time, the pollutants 7, in particular the heavy metals, are removed by the solvent 9 from the starting material 8 of the first suspension 6 dissolved out, whereby the pollutants 7 off in the starting material 8 and accumulate in the solvent 9. Other pollutants 7 can also be extracted from the starting material 8 by the solvent 9 . The enrichment of the solvent 9 takes place until the maximum loading of the solvent 9 is reached. The first suspension 6 preferably has an extraction time of, in particular, up to 90 minutes. However, significantly longer extraction times of days and weeks can also be necessary, depending on the starting material 8 and solvent 9 used. In appropriate cases, the first suspension 6 is then temporarily stored in containers (not shown) designed as buffer storage. In order to achieve the fastest and most complete removal of the pollutants 7, in particular heavy metals, from the starting material 8, the solvent 9 must be provided with large exchange surfaces and short diffusion paths, ie the extraction kinetics are accelerated. This can be achieved by crushing the starting material 8 containing the pollutants 7 by means of a grinding device 17 assigned to the processing unit 3, whereby also increases process stability. The optimized extraction kinetics lead to time savings and thus to a shorter extraction time. At the same time, the risk of clogging at bottlenecks in the device 1, in particular at valves, flaps and slides or the like, is reduced.
Die Mahleinrichtung 17 kann vor und/oder an dem Behälter 5 zur Herstellung der ersten Suspension 6 angeordnet sein. In der Mahleinrichtung 17 werden die Ausgangsstoffe 8 zur Her- Stellung der ersten Suspension 6 zerkleinert, sodass diese einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von bevorzugt kleiner gleich 5 mth aufweisen. Wird der Mahlvorgang - auch als Mahlschritt bezeichnet - vor der Herstellung der ersten Suspension 6 vor (stromauf) dem Behälter 5 durchgeführt, er- folgt dieser als Trockenmahlung der Ausgangsstoffe 8, wie in Fig. 1 dargestellt. Im Gegensatz hierzu wird eine Nassmahlung der Ausgangsstoffe 8 während der Herstellung der ersten Sus pension 6 im Behälter 5 eingesetzt. Eine solche Nassmahlung mit anschließender Rückführung der ersten Suspension 6 in den Behälter 5 ist bspw. in Fig. 3 gezeigt. Bei einer Kombination von Trocken- und Nassmahlung im Verfahren findet der Mahlvor gang sowohl vor (stromauf) im Behälter 5 als auch während der Herstellung der ersten Suspension 6 im Behälter 5 statt, bspw. gezeigt in Fig. 4. Durch den Einsatz der unterschiedlichen Mahlverfahren wird für den Anlagenbauer bei der Ausgestaltung des Verfahrens die Möglichkeit geschaffen auf die unterschiedlichen Ausgangs stoffe einzugehen und das Verfahren stets optimal an diese anzupassen und auf die Vorgaben, wie bspw. die Investitions- kosten, der Betreiber einzugehen. Die Trockenmahlung weist als Vorteil eine hohe Mahleffektivität bei geringem Platzbe darf und geringem spezifischen Energieverbrauch auf. Bei der Trockenmahlung ist die gewünschte Endfeinheit der Ausgangs- Stoffe 8 frei und exakt einstellbar. Bei der Nassmahlung sind bei einem geringen spezifischen Energieverbrauch auch grobe Ausgangsstoffe verarbeitbar. Zudem weist die Rührwerkslage- rung keine Produktberührung auf. Eine Kombination von Tro cken- und Nassmahlung ermöglicht eine Nachmahlung der Aus gangsstoffe 8 und der ersten Suspension 6. Vorteilhaft ist hierbei ein deutlich reduzierter Gesamtenergieverbrauch, eine Durchsatzerhöhung bei gleichbleibender Produktfeinheit oder alternativ eine Steigerung der Produktfeinheit bei gleich bleibendem Durchsatz. Ferner macht die Kombination von Tro cken- und Nassmahlung den Einsatz von kontinuierlich und dis kontinuierlich arbeitenden Mahleinrichtungen 17, wie bspw. Mühlen, möglich. Bei der einfachsten Form des Herauslösens werden Ausgangsstoff 8 und Lösungsmittel 9 miteinander gut vermischt. Zweckmäßiger weise ist hierzu im Behälter 5 eine Mischeinrichtung 18 ange ordnet, u.a. dargestellt in Fig. 1. Anschließend wird das Ex trakt 19 mit den nun darin gelösten Schadstoffen 7 innerhalb einer der Extraktionsstufe 11 zugeordneten Trenneinrichtung 10 zumindest teilweise vom Raffinat 20 abgetrennt, wobei die Trenneinrichtung 10 einen Extrakt- und einen Raffinatablauf und einen Trenneinrichtungsablauf aufweist. Als Trenneinrich tung 10 werden zweckmäßigerweise Abscheider, Filtereinrichtun- gen, wie insbesondere Filterpressen, Zentrifugen oder derglei chen eingesetzt. In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungs form sind Behälter 5 und Trenneinrichtung 10 als bauliche Ein heit ausgebildet. The grinding device 17 can be arranged in front of and/or on the container 5 for the production of the first suspension 6 . The starting materials 8 for producing the first suspension 6 are comminuted in the grinding device 17 so that they have an average particle diameter of preferably less than or equal to 5 mth. If the grinding process--also referred to as the grinding step--is carried out before the production of the first suspension 6 before (upstream) the container 5, this takes place as dry grinding of the starting materials 8, as shown in FIG. In contrast to this, the starting materials 8 are wet-milled during the production of the first suspension 6 in the container 5 . Such wet grinding with subsequent return of the first suspension 6 to the container 5 is shown, for example, in FIG. 3 . With a combination of dry and wet grinding in the process, the grinding process takes place both before (upstream) in the container 5 and during the production of the first suspension 6 in the container 5, shown for example in FIG. 4. By using the different grinding processes When designing the process, the plant constructor has the opportunity to respond to the different starting materials and always optimally adapt the process to them and to respond to the specifications, such as the investment costs, of the operator. Dry grinding has the advantage of high grinding efficiency with little space requirement and low specific energy consumption. In the Dry grinding is the desired final fineness of the starting materials 8 freely and precisely adjustable. With wet grinding, even coarse starting materials can be processed with a low specific energy consumption. In addition, the agitator bearing does not come into contact with the product. A combination of dry and wet grinding enables post-grinding of the starting materials 8 and the first suspension 6. The advantages here are a significantly reduced total energy consumption, an increase in throughput with the same product fineness or alternatively an increase in product fineness with the same throughput. Furthermore, the combination of dry and wet grinding makes it possible to use continuously and discontinuously operating grinding devices 17, such as, for example, mills. In the simplest form of leaching, the starting material 8 and the solvent 9 are mixed well with one another. For this purpose, a mixing device 18 is expediently arranged in the container 5, shown in Fig. 1, among other things. The extract 19 with the pollutants 7 now dissolved therein is then at least partially separated from the raffinate 20 within a separating device 10 assigned to the extraction stage 11, the Separator 10 has an extract and a raffinate outlet and a separator outlet. Separators, filter devices such as, in particular, filter presses, centrifuges or the like are expediently used as the separating device 10 . In the embodiment shown in FIG. 3, the container 5 and separator 10 are constructed as a structural unit.
Zweckmäßigerweise wird der ersten Suspension 6 mechanische Energie zum Aufbruch von Agglomeraten zugeführt, insbesondere mittels Ultraschall. Die Zufuhr der mechanischen Energie er- folgt mittels Homogenisiereinrichtung 21 und dient einer bes seren Homogenisierung der ersten Suspension 6, insbesondere dem Aufbrechen von Agglomeraten und dadurch auch zur Reduk tion der Extraktionszeit, sowie einer Senkung der Viskosität und damit einer Erhöhung der Fließfähigkeit. Hierzu verfügt die Aufbereitungseinheit 3 über eine zum Einbringen von me chanischer Energie geeignete Homogenisiereinrichtung 21, ins besondere in Form eines Plattenschwingers oder einer Sonot rode, die am Behälter 5 angeordnet ist. Ferner verfügt die Aufbereitungseinheit 3 über eine einen Ex traktzulauf und einen Regenerationseinrichtungsablauf aufwei sende Regenerationseinrichtung 22, wie bspw. in Fig. 3 darge stellt. Die in der Regenerationseinrichtung 22 durchgeführte Regeneration - auch als Regenerationsschritt bezeichnet - des Extrakts 19 erfolgt meist durch eine Verdampfung/Destillation und/oder durch elektrochemische Aufbereitung des Extrakts mit tels eines Platin-Grafit-Elektrodenpaars . Beider Verdamp fung/Destillation wird das Lösungsmittel 9 verdampft und eine konzentrierte die Schadstoffe 7 enthaltenden Extraktlösung 23 bleibt zurück. Das Lösungsmittel 9 wird im Anschluss konden siert und kann wiederverwendet werden. Auch die Extraktlösung 23 kann einer Weiterverarbeitung/Aufbereitung zur Schwerme tallrückgewinnung zugeführt werden. Expediently, the first suspension 6 is supplied with mechanical energy for breaking up agglomerates, in particular by means of ultrasound. The supply of mechanical energy follows by means of homogenizing device 21 and is used for better homogenization of the first suspension 6, in particular the breaking up of agglomerates and thus also for reducing the extraction time, as well as reducing the viscosity and thus increasing the flowability. For this purpose, the processing unit 3 has a homogenizing device 21 suitable for introducing mechanical energy, in particular in the form of a plate vibrator or a sonotrode, which is arranged on the container 5 . Furthermore, the treatment unit 3 has a regeneration device 22 with an extract inlet and a regeneration device outlet, as shown in FIG. 3, for example. The regeneration carried out in the regeneration device 22--also referred to as a regeneration step--of the extract 19 is usually carried out by evaporation/distillation and/or by electrochemical treatment of the extract using a pair of platinum-graphite electrodes. During evaporation/distillation, the solvent 9 is evaporated and a concentrated extract solution 23 containing the pollutants 7 remains. The solvent 9 is then condensed and can be reused. The extract solution 23 can also be fed to further processing/treatment for heavy metal recovery.
Die Aufbereitungseinheit 3 weist hierfür eine Rezirkulations- einrichtung 24 auf, wie bspw. in Fig. 4 gezeigt. Die Rezirku- lationseinrichtung 24 ist geeignet, das aus dem Extrakt 19 regenerierte Lösungsmittel 9 in den Behälter 5 einer Extrak tionsstufe 11 zu rezirkulieren. Durch eine derartige Rezirku- lation wird der ursprünglich benötigte Lösungsmittelverbrauch erheblich gesenkt, da durch die Zufuhr des regenerierten Lö sungsmittels 9 weniger frisches Lösungsmittel 9 zugeführt wer den muss. Die Aufbereitungseinheit 3 kann auch - wie bspw. in Fig. 5 und 6 dargestellt, über eine beliebige Anzahl an Extraktions stufen 11 verfügen, die eine Aufbereitungskaskade 25 ausbil den. Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Extraktions- stufen 11 und Fig. 6 eine Ausführungsform mit drei Extrakti onsstufen 11. Zur besseren Unterscheidbarkeit der jeweils gleicher Gegenstände werden diese nachfolgend am Bezugszei chen mit ', ''' usw. gekennzeichnet, bspw. bei der Ex traktionsstufe 11', 11'', 11'''. Eine Aufbereitungskaskade 25 kann dabei eine beliebige Anzahl an Extraktionsstufen 11 auf- weisen, bspw. 2, 3, 4, ..., n. Jede Extraktionsstufe 11 bildet eine eigne Aufbereitungsphase aus. The processing unit 3 has a recirculation device 24 for this purpose, as shown in FIG. 4, for example. The recirculation device 24 is suitable for recirculating the solvent 9 regenerated from the extract 19 into the container 5 of an extraction stage 11 . Such a recirculation reduces the solvent consumption originally required considerably, since the supply of the regenerated solvent 9 means that less fresh solvent 9 has to be supplied. The processing unit 3 can also - as shown, for example, in Fig. 5 and 6, have any number of extraction stages 11 that form a processing cascade 25 the. 5 shows an embodiment with two extraction stages 11 and FIG. 6 shows an embodiment with three extraction stages 11. To make it easier to distinguish between the same objects, these are identified below with the reference symbols ',''' etc., e.g the extraction stage 11', 11'', 11'''. A treatment cascade 25 can have any number of extraction stages 11, for example 2, 3, 4, . . . n. Each extraction stage 11 forms its own treatment phase.
In Fig. 5 ist jedem Behälter 5 eine Trenneinrichtung 10 zur zumindest teilweisen Abtrennung des Extrakts 19 aus der ent- sprechenden ersten Suspension 6, eine Regenerationseinrichtung 22 zur Regeneration des entsprechenden Extrakts 19 und eine Rezirkulationseinrichtung 24 zur Rezirkulation des regenerier ten Lösungsmittels 9 zugeordnet. In der in Fig. 5 beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung 1 werden in den unterschied- liehen Extraktionsstufen 11 unterschiedliche Lösungsmittel 9, nämlich Lösungsmittel 9' und Lösungsmittel 9'', eingesetzt. In FIG. 5, each container 5 is assigned a separating device 10 for at least partially separating the extract 19 from the corresponding first suspension 6, a regeneration device 22 for regenerating the corresponding extract 19 and a recirculation device 24 for recirculating the regenerated solvent 9. In the embodiment of the device 1 described in FIG. 5, different solvents 9, namely solvents 9' and solvents 9'', are used in the different extraction stages 11.
Im Gegensatz hierzu ist in Fig. 6 den Behältern 5 zur Herstel lung einer ersten Suspension 6 jeweils eine Trenneinrichtung 10 zugeordnet, wobei die Extrakte 19 über eine Sammeleinrich- tung in der gemeinsamen Regenerationseinrichtung 22 regene riert werden und das regenerierte Lösungsmittel 9 über eine gemeinsame Rezirkulationseinrichtung 24 rezirkuliert wird. In der Vorrichtung der Fig. 6 kommt ein gemeinsames Lösungsmittel 9 zum Einsatz. Hierbei wird die Aufbereitungsphase mit einem als Raffinat 20 ausbildeten Ausgangsstoff 8 zweimal wieder holt . Das Raffinat 20 wird anschließend als Zwischenprodukt 26 von der Aufbereitungseinheit 3 der Herstellungseinheit 4 zuge führt. Als Raffinat 20 wird hierbei der Teil der ersten Sus pension 6 bezeichnet, der nach dem teilweisen Abtrennen des Extrakts 20 aus der ersten Suspension 6 als sogenannter Sus pensionsrückstand zurückbleibt. Nachfolgend wird die Herstel lungseinheit 4 näher beschrieben: In contrast to this, in FIG. 6 the containers 5 for the production of a first suspension 6 are each assigned a separating device 10, the extracts 19 being regenerated via a collecting device in the shared regeneration device 22 and the regenerated solvent 9 via a shared recirculation device 24 is recirculated. A common solvent 9 is used in the device of FIG. Here, the processing phase is repeated twice with a starting material 8 formed as a raffinate 20 . The raffinate 20 is then supplied as an intermediate product 26 from the processing unit 3 to the production unit 4 . The raffinate 20 in this case is the part of the first suspension 6 that remains after the partial separation of the extract 20 from the first suspension 6 as a so-called suspension residue. Manufacturing unit 4 is described in more detail below:
Die Herstellungseinheit 4 verfügt über eine Pyrolyseeinrich tung 27. Diese weist einen als Einlass ausgebildeten Pyroly- seeinrichtungszulauf und einen als Auslass ausgebildeten Py rolyseeinrichtungsablauf auf. Die Pyrolyseeinrichtung 27 ist bevorzugt als Drehrohrofen, als Pyrolyseofen oder als Granu lationseinrichtung ausgebildet und ist geeignet das auf dem Raffinat 20 basierende Zwischenprodukt 26 unter Luftabschluss und ohne Sauerstoffzufuhr bei einem Arbeitsdruck zu erhitzen, sodass unter Erzeugung des Düngemittelgranulates 2 eine Pyro lyse des Zwischenprodukts 26 stattfindet. Hierzu kann das auf dem Raffinat 20 basierende Zwischenprodukt 26 vor dem Ein tritt in die Pyrolyseeinrichtung 27 durch Zugabe zusätzlicher Stoffe angepasst/verändert werden. Besonders bevorzugt ist die Pyrolyseeinrichtung 26 als Granulationseinrichtung in Form eines Fluidisierungsapparates ausgebildet, insbesondere als Hochtemperatur-Wirbelschichtapparat oder Hochtemperatur- Strahlschichtapparat, sodass das als zweite Suspension 28 ausgebildete Zwischenprodukt 26 mittels Sprühgranulation oder Sprühagglomeration granuliert wird. Bspw. ist in Fig. 1 die Pyrolyseeinrichtung 27 als Pyrolyseofen, in Fig. 2 und 4 als Hochtemperatur-Wirbelschichtapparat und in Fig. 3 und 5 als Hochtemperatur-Strahlschichtapparat ausgebildet, wobei Fig. 6 einen Drehrohrofen zeigt. The production unit 4 has a pyrolysis device 27. This has a pyrolysis device inlet designed as an inlet and a pyrolysis device outlet designed as an outlet. The pyrolysis device 27 is preferably designed as a rotary kiln, as a pyrolysis furnace or as a granulation device and is suitable for heating the intermediate product 26 based on the raffinate 20 in the absence of air and without oxygen supply at a working pressure, so that pyrolysis of the intermediate product 26 takes place while the fertilizer granules 2 are produced . For this purpose, the intermediate product 26 based on the raffinate 20 can be adjusted/changed before it enters the pyrolysis device 27 by adding additional substances. The pyrolysis device 26 is particularly preferably designed as a granulation device in the form of a fluidization apparatus, in particular as a high-temperature fluidized bed apparatus or high-temperature spouted bed apparatus, so that the intermediate product 26 designed as the second suspension 28 is granulated by means of spray granulation or spray agglomeration. For example, in FIG. 1 the pyrolysis device 27 is designed as a pyrolysis furnace, in FIGS. 2 and 4 as a high-temperature fluidized bed apparatus and in FIGS. 3 and 5 as a high-temperature spouted bed apparatus, with FIG. 6 showing a rotary kiln.
Das Verfahren wird bevorzugt so durchgeführt, dass die zweite Suspension 28 kontinuierlich granuliert wird. Zweckmäßigerweise wird das Zwischenprodukt 26, während der in der Pyrolyseeinrichtung 27 erfolgenden Pyrolyse auf eine Tem peratur von 150 °C bis 1.500 °C erhitzt, insbesondere auf eine Temperatur zwischen 400 °C und 1.200 °C. Der Arbeits- druck ist während der Pyrolyse als atmosphärischer Luftdruck + 100 mbar ausgebildet. The method is preferably carried out in such a way that the second suspension 28 is continuously granulated. The intermediate product 26 is expediently heated to a temperature of 150° C. to 1,500° C., in particular to a temperature between 400° C. and 1,200° C., during the pyrolysis taking place in the pyrolysis device 27 . The working pressure during pyrolysis is atmospheric air pressure + 100 mbar.
Des Weiteren weist die Herstellungseinheit 4 eine Laugungs einrichtung 29 auf, die über einen Behälter 30 zur Herstel lung einer zweiten Suspension 28 aus Raffinat 20 und einem Reaktionsmittel 31 verfügt, wie u.a. in der Fig. 2 darge stellt. Der Behälter 30 weist einen auch als Raffinatzulauf bezeichneten Zwischenproduktzulauf 32, einen Reaktionsmittel zulauf 33 und einen Behälterablauf 34 auf. Des Weiteren kann der Behälter 30 eine Wärmeübertragungseinrichtung 15 umfas- sen, die geeignet ist den die zweite Suspension 28 aufweisen den Behälter 30 Wärme zu- oder abzuführen und so den Behälter 30 zu temperieren. Der Behälter 30 ist dementsprechend zweck mäßigerweise als Doppelmantelbehälter 16 ausgebildet. Eine entsprechende Ausführungsform ist bspw. in Fig. 2 darge- stellt. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform wird das Reaktionsmittel 31 im Behälter 30 vorgelegt und diesem wird das Raffinat 20 zugegeben. Weiter bevorzugt weist das Reakti onsmittel 31 bei der Zugabe über den Reaktionsmittelzulauf 33 eine Temperatur von 10 °C bis 40 °C auf. Die zweite Suspen- sion 28 weist zweckmäßigerweise einen Feststoffanteil von 30 % bis 70 % auf, insbesondere von 40 % bis 65 %. Furthermore, the production unit 4 has a leaching device 29, which has a container 30 for the production of a second suspension 28 from raffinate 20 and a reactant 31, as shown in Fig. 2, among other things. The container 30 has an intermediate product inlet 32 , also referred to as a raffinate inlet, a reactant inlet 33 and a tank outlet 34 . Furthermore, the container 30 can comprise a heat transfer device 15 which is suitable for supplying or removing heat from the second suspension 28 and thus for controlling the temperature of the container 30 . The container 30 is accordingly suitably designed as a jacketed container 16 . A corresponding embodiment is shown in FIG. 2, for example. In a further preferred embodiment, the reactant 31 is placed in the container 30 and the raffinate 20 is added to it. More preferably, the reactant 31 has a temperature of 10° C. to 40° C. when it is added via the reactant feed 33 . The second suspension 28 expediently has a solids content of 30% to 70%, in particular 40% to 65%.
Die Laugungseinrichtung 29, insbesondere der Behälter 30 zur Herstellung der zweiten Suspension 28, ist bevorzugt als Rohrreaktor 35 ausgebildet. Eine Ausgestaltung der Laugungs- einheit 29 als Rohrreaktor 35 ist bspw. in Fig. 4 gezeigt. Durch das Reaktionsmittel 31 wird das Raffinat 20 in dem Be hälter 30 durch Reaktion des Raffinats 20 mit dem Reaktions mittel 31 aufgeschlossen, während eines als Reaktionszeit be- zeichneten Zeitraums, sodass sich die schwerlöslichen Phos- phate in besser pflanzenverwertbare Phosphate umwandeln. Die Reaktionszeit zwischen Raffinat 20 und Reaktionsmittel 31, insbesondere der Säure, beträgt zweckmäßigerweise bis zu 90 min. Während der Reaktionszeit steigt die Temperatur im Be hälter 30 aufgrund der Reaktion zwischen als Raffinat 20 aus- gebildeten Zwischenprodukt 26 und Reaktionsmittel 31 an, so dass die zweite Suspension 28 im Behälter 30 während der Re aktionszeit bevorzugt eine Temperatur zwischen 20 °C und 80 °C aufweist. Die Wärmeübertragungseinrichtung 15 ist ge eignet, die Temperatur der zweiten Suspension 28 im Behälter 30 entsprechend einzuregeln. The leaching device 29, in particular the container 30 for producing the second suspension 28, is preferably designed as a tubular reactor 35. An embodiment of the leaching unit 29 as a tubular reactor 35 is shown in FIG. 4, for example. The reactant 31 breaks down the raffinate 20 in the container 30 by reacting the raffinate 20 with the reactant 31 during a period referred to as the reaction time, so that the sparingly soluble phosphates are converted into phosphates that are easier for plants to utilize. The reaction time between raffinate 20 and reactant 31, in particular the acid, is expediently up to 90 minutes second suspension 28 in container 30 preferably has a temperature between 20° C. and 80° C. during the reaction time. The heat transfer device 15 is ge suitable for adjusting the temperature of the second suspension 28 in the container 30 accordingly.
Der Behälter 5 zur Herstellung der ersten Suspension 6 und der Behälter 30 zur Herstellung der zweiten Suspension 28 können, wie beispielhaft in Fig. 2 dargestellt, als separate Behälter 5, 30 ausgebildet sein. Im Gegensatz dazu ist es auch möglich, wie in einer nicht gezeigten Ausführungsform realisiert, dass der Behälter 5 zur Herstellung der ersten Suspension 6 und der Behälter 30 zur Herstellung der zweiten Suspension 28 als ein Behälter 5, 30 ausgebildet ist. The container 5 for producing the first suspension 6 and the container 30 for producing the second suspension 28 can be designed as separate containers 5, 30, as shown by way of example in FIG. In contrast to this, it is also possible, as realized in an embodiment that is not shown, for the container 5 for producing the first suspension 6 and the container 30 for producing the second suspension 28 to be designed as one container 5, 30.
Als Reaktionsmittel 31 wird eine Säure oder eine Lauge be- zeichnet, wobei zweckmäßigerweise die Säure eine mineralische und/oder eine organische Säure oder eine beliebige Mischung aus diesen ist. Als organische Säure werden bevorzugt kurz- kettige Carbonsäuren mit einer Anzahl von bis zu sechs Koh lenstoffatomen eingesetzt, wie bspw. Ameisen-, Essig-, Zitro- nen-, Glykol, Diglykolsäure. Weiter bevorzugt weist die orga nische Säure ein Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnis von 1:1 o- der 1:2 auf. Die Temperatur des Reaktionsmittels 31 bei der Zugabe im Bereich 10 °C bis 40 °C reduziert insbesondere die Degeneration der Reaktionsmittel 31. An acid or a base is referred to as the reactant 31, the acid expediently being a mineral and/or an organic acid or any mixture of these. Short-chain carboxylic acids having up to six carbon atoms are preferably used as the organic acid, such as formic, acetic, citric, glycolic, diglycolic acid. More preferably, the organic acid has a carbon-to-oxygen ratio of 1:1 or 1:2. The temperature of the reactant 31 at the Addition in the range of 10 °C to 40 °C reduces in particular the degeneration of the reactants 31.
Der ersten Suspension 6 und/oder der zweiten Suspension 28 können Additive 36 zugeführt, wobei als Additive 36 insbeson- dere Phosphor, Schwefel und Stickstoff gelten. Bspw. werden auch Wasser, getrockneter Klärschlamm oder Ligninsulfonat als Additiv 36 verwendet. Die Zugabe der Additive 36 erfolgt in der für das herzustellende Düngemittelgranulat 2 erforderli chen Menge und in beliebiger Kombination der Additive 36 über einen Additivzulauf 37. Bevorzugt erfolgt die Zugabe der Ad ditive 36 jedoch während der Herstellung der zweiten Suspen sion 28 im Behälter 30. Additives 36 can be supplied to the first suspension 6 and/or the second suspension 28, with additives 36 being in particular phosphorus, sulfur and nitrogen. For example, water, dried sewage sludge or lignin sulfonate are also used as additive 36 . The additives 36 are added in the quantity required for the fertilizer granules 2 to be produced and in any combination of the additives 36 via an additive feed 37. However, the additives 36 are preferably added during the production of the second suspension 28 in the container 30.
Zur Anreicherung mit Phosphor können der ersten und/oder der zweiten Suspension 6, 28 Phosphorquellen wie beispielsweise Apatit, Hydroxylapatit, Monocalciumphosphat (MCP), Dicalci- umphosphat (DCP), Dicalciumphosphat (DCP), Tricalciumphospaht (TCP) oder Monoammoniumphoshat (MAP) oder Kaliumdihydrogen- phosphat in beliebiger Menge oder Kombination zugeführt wer den. Auch durch einen Aufschluss des auch als Suspensions- rückstand bezeichneten Raffinats 20, das auch als Zwischen produkt 26 bezeichnet wird, in der zweiten Suspension 28 mit Phosphorsäure als Reaktionsmittel 31 kann eine Anreicherung mit Phosphor erzielt werden. To enrich it with phosphorus, the first and/or the second suspension 6, 28 can use phosphorus sources such as apatite, hydroxyapatite, monocalcium phosphate (MCP), dicalcium phosphate (DCP), dicalcium phosphate (DCP), tricalcium phosphate (TCP) or monoammonium phosphate (MAP) or Potassium dihydrogen phosphate is added in any quantity or combination. An enrichment with phosphorus can also be achieved by digesting the raffinate 20, also referred to as suspension residue, which is also referred to as intermediate product 26, in the second suspension 28 with phosphoric acid as reactant 31.
Eine Anreicherung mit Schwefel kann zweckmäßigerweise durch den Aufschluss des als Raffinat 20 ausgebildeten Zwischenpro dukts mit Schwefelsäure als Reaktionsmittel 31 in der zweiten Suspension 28 erfolgen, d. h. in der in der Herstellungsein heit 4 durchgeführten Herstellungsphase. Darüber hinaus wird auch durch die Zugabe von bspw. Alkali- oder Erdalkalisulfa ten zu der ersten und/oder zweiten Suspension 6, 28 eine An- reichung mit Schwefel , insbesondere elementarem Schwefel, erreicht. Auch die Verwendung von Ammoniumsulfat, bspw. in Lösung, ist sehr gut geeignet, um den Schwefelanteil entspre chend zu erhöhen. An enrichment with sulfur can expediently take place by digesting the intermediate formed as raffinate 20 with sulfuric acid as reactant 31 in the second suspension 28 , ie in the production phase carried out in the production unit 4 . In addition, by adding, for example, alkali metal or alkaline earth metal sulfates to the first and/or second suspension 6, 28, enrichment with sulfur, in particular elemental sulfur, reached. The use of ammonium sulphate, e.g. in solution, is also very well suited to increasing the sulfur content accordingly.
Eine Anreicherung des Düngemittelgranulates 2 mit Stickstoff wird dadurch erreicht, dass das als Raffinat 20 ausgebildete Zwischenprodukt 26 in der Herstellungsphase mit Salpetersäure als Reaktionsmittel 31 versetzt wird, bevorzugt bei der Her stellung der zweiten Suspension 28. Außerdem kann der ersten und/oder zweiten Suspension 6, 28 zur Anreicherung mit Stick- Stoff Harnstoff und/oder Ammoniumsulfat, zweckmäßigerweise in Lösung, zugegeben werden. Insbesondere im Ammoniumsulfat liegt der Stickstoff als NH4+ vor, was zu einer verbesserten Pflanzenverfügbarkeit und/oder einer verbesserten Versorgung der Pflanzen mit Stickstoff führt. Für die Herstellung eines NPK-Düngemittelgranulats 2 ist die Zugabe von unterschiedlichen der vorgenannten Additive 36 notwendig, zweckmäßigerweise insbesondere von Salpetersäure, Harnstoff, DCP und/oder Kaliumsalzen, wie Kaliumnitrat, Kali umchlorid oder Kaliumdihydrogenphosphat. Für einen weiter verbesserten Ausschluss des als Raffinats 20 ausgebildeten Zwischenprodukts 26 müssen dem Reaktionsmittel 31 große Austauschflächen mit dem Zwischenprodukt 26 geboten werden, sodass die Reaktionskinetik beschleunigt wird. Das kann durch das Zerkleinern des Zwischenprodukts 26, falls notwendig, mittels einer Mahleinrichtung 38 erreicht werden. Auch die verbesserte Reaktionskinetik führt zu einer Zeiter sparnis und somit zu einer kürzeren Reaktionszeit. Gleichzei tig wird zudem die Verstopfungsgefahr an Engstellen in der Vorrichtung 1, insbesondere an Düsen einer an die Laugungs- einrichtung 29 anschließenden bevorzugt als Granulationsein richtung ausgebildeten Pyrolyseeinrichtung 27, reduziert. Die Mahleinrichtung 38 kann vor (stromauf) und/oder an dem Behälter 30 zur Herstellung der zweiten Suspension 28 ange ordnet sein. In der Mahleinrichtung 38 wird das als Raffinat 20 ausgebildete Zwischenprodukt 26 zur Herstellung der zwei- ten Suspension 28 zerkleinert, sodass diese einem durch schnittlichen Partikeldurchmesser von bevorzugt kleiner gleich 5 mth, insbesondere zwischen 50 nm und 3 mth, aufweisen. Der Mahlvorgang erfolgt bevorzugt als Nassmahlung des als Raffinat 20 ausgebildeten Zwischenprodukts 26, wie bspw. in Fig. 4 gezeigt. Bei der Nassmahlung sind als Vorteile ein ge ringer spezifischer Energieverbrauch und auch die Verarbeit barkeit groben Raffinats hervorzuheben. Zudem weist die Rühr werkslagerung keine Berührung mit der zweiten Suspension 28 auf. Ideallerweise werden das als Raffinat 20 ausgebildete Zwi schenprodukt 26 und Reaktionsmittel 31 im Behälter 30 mitei nander gut vermischt. Zweckmäßigerweise ist hierzu im Behäl ter 30 eine Mischeinrichtung 39 angeordnet, die bevorzugt als Blatt- oder Bandmischer ausgebildet ist, siehe insbesondere Fig. 2. An enrichment of the fertilizer granules 2 with nitrogen is achieved in that the intermediate product 26 designed as a raffinate 20 is mixed with nitric acid as a reactant 31 in the production phase, preferably during the production of the second suspension 28. In addition, the first and/or second suspension 6 , 28 for enrichment with nitrogen substance, urea and/or ammonium sulfate, expediently in solution, are added. In ammonium sulphate in particular, the nitrogen is present as NH4+, which leads to improved plant availability and/or an improved supply of nitrogen to the plants. For the production of NPK fertilizer granules 2, the addition of different of the aforementioned additives 36 is necessary, expediently in particular nitric acid, urea, DCP and/or potassium salts such as potassium nitrate, potassium chloride or potassium dihydrogen phosphate. For a further improved exclusion of the intermediate product 26 formed as a raffinate 20, the reactant 31 must be offered large exchange surfaces with the intermediate product 26, so that the reaction kinetics are accelerated. This can be achieved by crushing the intermediate product 26, if necessary, using a grinder 38. The improved reaction kinetics also lead to time savings and thus to a shorter reaction time. At the same time, the risk of blockages at bottlenecks in the device 1, in particular at nozzles of a pyrolysis device 27 which is connected to the leaching device 29 and is preferably designed as a granulation device, is reduced. The grinding device 38 can be arranged in front of (upstream) and/or on the container 30 for the production of the second suspension 28 . The intermediate product 26 embodied as a raffinate 20 is comminuted in the grinding device 38 to produce the second suspension 28 so that it has an average particle diameter of preferably less than or equal to 5 mth, in particular between 50 nm and 3 mth. The grinding process preferably takes place as wet grinding of the intermediate product 26 formed as a raffinate 20, as shown in FIG. 4, for example. The advantages of wet grinding include low specific energy consumption and the processability of coarse raffinate. In addition, the agitator bearing has no contact with the second suspension 28 . Ideally, the intermediate product 26 embodied as a raffinate 20 and reactant 31 in the container 30 are well mixed with one another. For this purpose, a mixing device 39 is expediently arranged in the container 30, which is preferably designed as a blade or ribbon mixer, see in particular Fig. 2.
Zweckmäßigerweise wird auch der zweiten Suspension 28 mecha nische Energie zum Aufbruch von Agglomeraten zugeführt, ins besondere mittels Ultraschall. Die Zufuhr der mechanischen Energie dient einer besseren Homogenisierung der zweiten Sus- pension 28 und dadurch auch zur Reduktion der Reaktionszeit, sowie einer Senkung der Viskosität und damit einer Erhöhung der Fließfähigkeit. Der Behälter 30 der Herstellungseinheit 4 weist zum Einbringen von mechanischer Energie eine Homogeni siereinrichtung 40 auf, insbesondere in Form eines Platten- schwingers oder einer Sonotrode. Eine solche im Behälter 30 angeordnete Homogenisierungseinrichtung 40 ist bspw. in Fig. Expediently, mechanical energy is also supplied to the second suspension 28 to break up agglomerates, in particular by means of ultrasound. The supply of the mechanical energy serves to improve the homogenization of the second suspension 28 and thereby also to reduce the reaction time and to lower the viscosity and thus increase the flowability. The container 30 of the production unit 4 has a homogenizing device 40 for introducing mechanical energy, in particular in the form of a plate vibrator or a sonotrode. Such a homogenization device 40 arranged in the container 30 is shown, for example, in Fig.
3 dargestellt. Zu Durchführung eines kontinuierlichen Verfahrens sind zweck mäßigerweise nicht dargestellte Pufferbehälter auszuführen, um die Ausgangsstoffe 8, das Lösungsmittel 9, das Zwischenprodukt 26 und das Reaktionsmittel 31, insbesondere aber die zweite Suspension 28 zu bevorraten. Diese Bevorratung kann im Fall von Teilausfällen helfen das Verfahren kontinuierlich weiter zu betreiben. 3 shown. To carry out a continuous process, buffer tanks, not shown, are expediently designed to store the starting materials 8, the solvent 9, the intermediate product 26 and the reactant 31, but in particular the second suspension 28. In the event of partial failures, this stockpiling can help to continue operating the process continuously.
Überdies kann die Herstellungseinheit 4 über eine pH-Wert-Re- geleinrichtung 41 verfügen. Bevorzugt ist diese in der Her- Stellungseinheit 4 stromauf der bevorzugt als Granulations einrichtung ausgebildeten Pyrolyseeinrichtung 27 angeordnet. Durch eine pH-Wert Regelung mittels pH-Wert-Regeleinrichtung 41, wie bspw. in Fig. 3 gezeigt, besteht die Möglichkeit den pH-Wert der sich aus Raffinat 20 und Reaktionsmittel 31 bil- denden zweiten Suspension 28 einzustellen. Die Einstellung des pH-Werts der zweiten Suspension 28 wirkt sich auf die Klebrigkeit der zweiten Suspension 28 aus, die wiederum für das Verdüsen des als zweiten Suspension 28 ausgebildeten Zwi schenprodukts 26 mittels der als Granulationseinrichtung aus- gebildeten Pyrolyseeinrichtung 27 von sehr großer Bedeutung ist. Je saurer die Suspension, desto klebriger ist diese. Be vorzugt erfolgt pH-Wert Messung und die Zudosierung der den pH-Wert einstellenden zusätzlichen Säure oder Lauge in dem Behälter 30, der die zweite Suspension 28 aufweist. Die Ein- Stellung des pH-Wertes erfolgt hierbei über die pH-Wert-Re- geleinrichtung 41. Die pH-Wert Regelung kann auch als zusätz licher, externer Regelkreis ausgebildet sein. In addition, the production unit 4 can have a pH control device 41 at its disposal. This is preferably arranged in the production unit 4 upstream of the pyrolysis device 27, which is preferably designed as a granulation device. The pH value of the second suspension 28 formed from the raffinate 20 and the reactant 31 can be adjusted by controlling the pH value by means of a pH value control device 41 , as shown for example in FIG. 3 . Adjusting the pH value of the second suspension 28 affects the stickiness of the second suspension 28, which in turn is very important for the atomization of the intermediate product 26 designed as the second suspension 28 by means of the pyrolysis device 27 designed as a granulation device. The more acidic the suspension, the stickier it is. The pH value is preferably measured and the additional acid or base that adjusts the pH is metered into the container 30 that contains the second suspension 28 . The pH value is set here via the pH value control device 41. The pH value control can also be designed as an additional, external control circuit.
Die Vorrichtung 1 zur Herstellung von Düngemittelgranulat 2 wird bevorzugt mit einer Steuerungseinrichtung 42 geregelt und/oder gesteuert. Zweckmäßigerweise sind hierzu in allen Zu- und Abläufen der jeweiligen Einrichtungen, wie Behälter 5, 30, Trenneinrichtung 10, Regenerationseinrichtung 22, Re- zirkulationseinrichtung 24, Pyrolyseeinrichtung 27 usw. Re gelventile 40 verbaut, die von der Steuerungseinrichtung 42 regel- und/oder steuerbar sind. Auch die vorgenannten einzel nen Einrichtungen der Vorrichtung 1 sind alle regel- und/oder steuerbar. The device 1 for producing fertilizer granules 2 is preferably regulated and/or controlled with a control device 42 . Appropriately, for this purpose, in all inlets and outlets of the respective facilities, such as containers 5, 30, separating device 10, regeneration device 22, recirculation device 24, pyrolysis device 27, etc. Re gel valves 40 installed, which can be regulated and/or controlled by the control device 42. The aforementioned individual devices of the device 1 can all be regulated and/or controlled.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Herstellung von Düngemittelgranulat (2) aus einem aufbereiteten als Verbrennungsrückstand ausgebildeten Ausgangsstoff (8), dadurch gekennzeichnet, dass in einer Auf bereitungsphase eine erste Suspension (6) aus dem Ausgangs- Stoff (8) und einem Lösungsmittel (9) hergestellt wird, wodurch in der ersten Suspension (6) im Ausgangsstoff (8) ge bundene Schadstoffe (7) durch das Lösungsmittel (9) zumindest teilweise aus dem Ausgangsstoff (8) herausgelöst werden, um dann zur Gewinnung eines Raffinats (20) das Extrakt (19) zu- mindest teilweise von der ersten Suspension (6) abzutrennen, um in einer sich an die Aufbereitungsphase anschließenden Herstellungsphase ein auf dem Raffinat (20) basierendes Zwi schenprodukt (26) unter Luftabschluss und ohne SauerstoffZu fuhr bei einem Arbeitsdruck zu erhitzen, sodass unter Erzeu- gung des Düngemittelgranulates (2) eine Pyrolyse des Zwi schenprodukts (26) stattfindet. 1. A method for producing fertilizer granules (2) from a processed starting material (8) designed as a combustion residue, characterized in that a first suspension (6) is produced from the starting material (8) and a solvent (9) in a preparation phase is, whereby in the first suspension (6) in the starting material (8) ge bound pollutants (7) are at least partially dissolved out of the starting material (8) by the solvent (9), in order to then obtain a raffinate (20) the extract ( 19) at least partially separated from the first suspension (6) in order to heat an intermediate product (26) based on the raffinate (20) in the absence of air and without oxygen supply at a working pressure in a production phase that follows the processing phase, so that pyrolysis of the intermediate product (26) takes place to produce the fertilizer granules (2).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenprodukt (26) während der Pyrolyse auf eine Tempe ratur von 150 °C bis 1.500 °C erhitzt wird, insbesondere auf eine Temperatur zwischen 400 °C und 1.200 °C. 2. The method according to claim 1, characterized in that the intermediate product (26) is heated to a temperature of 150 °C to 1,500 °C, in particular to a temperature between 400 °C and 1,200 °C, during the pyrolysis.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsdruck als atmosphärischer Luftdruck plus mi nus 100 mbar ausgebildet ist. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the working pressure is formed as atmospheric air pressure plus minus 100 mbar.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Regenerationsschritt das in der Aufbereitungsphase zumindest teilweise von der ersten Suspension (6) abgetrennte Extrakt (19) regeneriert wird und zur Herstellung der ersten Suspension (6) rezirku- liert wird. 4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a regeneration step the extract (19) separated at least partially from the first suspension (6) is regenerated and recirculated to produce the first suspension (6).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration des Extrakts (19) mittels Ionenselektion und/oder Fällung und/oder Extraktion und/oder Verdamp- fung/Destillation und/oder elektrochemischer Aufreinigung er folgt. 5. The method according to claim 4, characterized in that the regeneration of the extract (19) takes place by means of ion selection and/or precipitation and/or extraction and/or evaporation/distillation and/or electrochemical purification.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällung als Sulfidfällung unter Verwendung von Thiosul- fat-Salzen erfolgt. 6. The method according to claim 5, characterized in that the precipitation takes place as a sulfide precipitation using thiosulfate fat salts.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsphase mit einem als Raffinat (20) ausbildeten Ausgangsstoff (8) einmal oder mehrmals wiederholt wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the processing phase is repeated once or several times with a starting material (8) formed as a raffinate (20).
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in unterschiedlichen Aufbereitungsphasen unterschiedliche Lö sungsmittel (9) eingesetzt werden. 8. The method according to claim 7, characterized in that different solvents (9) are used in different processing phases.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Suspension (6) und/o der dem Raffinat (20) und/oder dem Zwischenprodukt (26) Addi- tive zugeführt werden. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first suspension (6) and / o the raffinate (20) and / or the intermediate product (26) additives are supplied tive.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Herstellungsphase vor der Pyrolyse eine zweite Suspension (28) aus Raffinat (20) und Reaktionsmittel (31) als Zwischenprodukt (26) hergestellt wird . 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the production phase before the pyrolysis, a second suspension (28) of raffinate (20) and Reactant (31) is prepared as an intermediate (26).
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsmittel (31) eine Säure oder eine Lauge ist, wo- bei zweckmäßigerweise die Säure eine mineralische und/oder organische Säure oder eine beliebige Mischung aus diesen ist. 11. The method according to claim 10, characterized in that the reactant (31) is an acid or a base, the acid expediently being a mineral and/or organic acid or any mixture of these.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Säure eine kurzkettige Carbonsäure mit einer Anzahl von bis zu sechs Kohlenstoffatomen ist. 12. The method according to claim 11, characterized in that the organic acid is a short-chain carboxylic acid having a number of up to six carbon atoms.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich net, dass die organische Säure ein Kohlenstoff-Sauerstoff- Verhältnis von 1:1 oder 1:2 aufweist. 13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that the organic acid has a carbon-oxygen ratio of 1:1 or 1:2.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsstoff (8) vor und/0- der die erste Suspension (6) während der Aufbereitungsphase in einem Mahlschritt gemahlen wird. 14. The method as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the starting material (8) is ground in a grinding step before and/or the first suspension (6) during the preparation phase.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das auf dem Raffinat (20) basie rende Zwischenprodukt (26) vor und/oder während der Herstel- lungsphase in einem Mahlschritt gemahlen wird. 15. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate product (26) based on the raffinate (20) is ground in a grinding step before and/or during the production phase.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsmittel (31) zu Be ginn der zweiten Suspension (28) eine Temperatur von 10 °C bis 40 °C aufweist. 16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reactant (31) at the beginning of the second suspension (28) has a temperature of 10 °C to 40 °C.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsmittel (31) vorge legt und diesem das auf dem Raffinat (20) basierende Zwi schenprodukt (26) zugegeben wird. 17. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reactant (31) is placed and this on the raffinate (20) based intermediate product (26) is added.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Suspension (6) eine Extraktionszeit von insbesondere bis zu 90 min und/oder die zweite Suspension (28) eine Reaktionszeit von bis zu 90 min aufweist. 18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first suspension (6) has an extraction time of in particular up to 90 minutes and / or the second suspension (28) has a reaction time of up to 90 minutes.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Reaktionszeit eine Temperatur der zweiten Suspension (28) zwischen 20 °C und 80 °C vorherrscht. 19. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a temperature of the second suspension (28) between 20 ° C and 80 ° C prevails during the reaction time.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Suspension (6) und/o der dem Zwischenprodukt (26) mechanische Energie zum Aufbruch von Agglomeraten zugeführt wird, insbesondere mittels Ultra schall. 20. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first suspension (6) and/or the intermediate product (26) is supplied with mechanical energy for breaking up agglomerates, in particular by means of ultrasound.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das als zweite Suspension (28) ausgebildete Zwischenprodukt (26) mittels Sprühgranulation o- der Sprühagglomeration granuliert wird. 21. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the intermediate product (26) formed as the second suspension (28) is granulated by means of spray granulation or spray agglomeration.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass das Verfahren zur Herstellung von Düngemittelgranulat (2) ein kontinuierliches Verfahren ist. 22. The method according to any one of the preceding claims, that the process for the production of fertilizer granules (2) is a continuous process.
23. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Düngemittelgranulat (2) aus einem aufbereiteten als Verbrennungsrückstand ausge bildeten Ausgangsstoff (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Aufbereitungseinheit (3) mit einer Ex traktionsstufe (11) aufweist, die über einen Behälter (5) zur Herstellung einer ersten Suspension (6) aus dem Ausgangsstoff (8) und einem Lösungsmittel (9) verfügt, und mit einer Trenneinrichtung (10) zur zumindest teilweisen Abtrennung des Extrakts (19) aus der ersten Suspension (6) zur Gewinnung ei nes Raffinats (20) und, dass die Vorrichtung (1) ferner über eine Herstellungseinheit (4) verfügt, die eine Pyrolyseein richtung (27) zur Erzeugung des Düngemittelgranulates (2) aus einem auf dem Raffinat (20) basierenden Zwischenprodukt (26) aufweist . 23. Device (1) for the production of fertilizer granules (2) from a processed out as a combustion residue formed starting material (8), characterized in that the Device (1) has a processing unit (3) with an ex traction stage (11), which has a container (5) for preparing a first suspension (6) from the starting material (8) and a solvent (9), and with a Separating device (10) for at least partially separating the extract (19) from the first suspension (6) to obtain a raffinate (20) and that the device (1) also has a production unit (4) which has a pyrolysis device ( 27) for producing the fertilizer granules (2) from an intermediate product (26) based on the raffinate (20).
24. Vorrichtung (1) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellungseinheit (4) eine Laugungseinrichtung (29) aufweist, wobei die Laugungseinrichtung (29) über einen Behälter (30) zur Herstellung einer zweiten Suspension (28) aus dem Raffinat (20) und dem Reaktionsmittel (31) verfügt. 24. Device (1) according to claim 23, characterized in that the production unit (4) has a leaching device (29), the leaching device (29) having a container (30) for producing a second suspension (28) from the raffinate ( 20) and the reactant (31).
25. Vorrichtung (1) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (5) zur Herstellung der ersten Suspension (6) und der Behälter (30) zur Herstellung der zweiten Suspen- sion (28) als separate Behälter (5, 30) ausgebildet sind. 25. Device (1) according to claim 24, characterized in that the container (5) for producing the first suspension (6) and the container (30) for producing the second suspension (28) as separate containers (5, 30 ) are trained.
26. Vorrichtung (1) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (5) zur Herstellung der ersten Suspension (6) und der Behälter (30) zur Herstellung der zweiten Suspen sion (28) als ein Behälter (5, 30) ausgebildet sind. 26. Device (1) according to claim 24, characterized in that the container (5) for producing the first suspension (6) and the container (30) for producing the second suspension (28) as one container (5, 30) are trained.
27. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrolyseeinrichtung (27) als Granulationseinrichtung in Form eines Fluidisierungsapparates ausgebildet ist, insbesondere als Hochtemperatur-Wirbel schichtapparat oder Hochtemperatur-Strahlschichtapparat. 27. Device (1) according to one of claims 23 to 26, characterized in that the pyrolysis device (27) is designed as a granulation device in the form of a fluidization apparatus, in particular as a high-temperature fluidized bed apparatus or high-temperature spouted bed apparatus.
28. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungseinheit (3) mehrere Behälter (5) zur Herstellung einer Suspension (6) und eine oder mehrere Trenneinrichtungen (10) zur zumindest teil- weisen Abtrennung des Extrakts (19) aus der entsprechenden Suspension (6) aufweist, wobei den mehreren Behältern (5) die eine Trenneinrichtung (10) oder jedem Behälter (5) eine sepa rate Trenneinrichtung (10) zugeordnet ist. 28. Device (1) according to one of claims 23 to 27, characterized in that the processing unit (3) has several containers (5) for producing a suspension (6) and one or more separating devices (10) for at least partially separating the Extract (19) from the corresponding suspension (6), wherein the plurality of containers (5) is assigned a separating device (10) or each container (5) has a separate separating device (10).
29. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungseinheit (3) über eine oder mehrere Regenerationseinrichtungen (22) für das Extrakt (19) verfügt. 29. Device (1) according to one of claims 23 to 28, characterized in that the processing unit (3) has one or more regeneration devices (22) for the extract (19).
30. Vorrichtung (1) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungseinheit (3) eine oder mehrere Rezirku- lationseinrichtungen (24) für das regenerierte Lösungsmittel (9) aufweist. 30. Device (1) according to claim 29, characterized in that the processing unit (3) has one or more recirculation devices (24) for the regenerated solvent (9).
31. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 23 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellungseinheit (4) über eine pH-Wert-Regeleinrichtung (41) verfügt. 31. Device (1) according to one of claims 23 to 30, characterized in that the production unit (4) has a pH control device (41).
32. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 23 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Laugungseinrichtung (29), insbesondere der Behälter (30) zur Herstellung der zweiten Suspension (28), als Rohrreaktor (35) ausgebildet ist. 32. Device (1) according to one of claims 23 to 31, characterized in that the leaching device (29), in particular the container (30) for producing the second suspension (28), is designed as a tubular reactor (35).
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